PL
 |
EN
Ograniczanie wyników
Czasopisma help
  1. 5 Archives of Civil Engineering
  2. 3 Inżynieria i Budownictwo
  3. 2 Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences
  4. 2 Journal of KONES
  5. 2 Polymer Processing
Więcej...
Autorzy help
  1. 2 Dacko M.
  2. 2 Nowak J.
  3. 1 Asadi E.
  4. 1 Chinosi C.
  5. 1 Della Croce L.
Więcej...
Lata help
  1. 1 2021
  2. 3 2019
  3. 1 2018
  4. 1 2017
  5. 1 2016
Więcej...
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 28

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  powłoka cylindryczna
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available Axisymmetric free vibration of layered cylindrical shell filled with fluid
Izyan M. D. Nurul, Sabri Nur Ain Ayunni, Hafizah A. K. Nor, Sankar D. S., Viswanathan K. K.
International Journal of Applied Mechanics and Engineering
|
2021
|
Vol. 26, no. 4
63--76
EN
The aim of the study is to analyse the axisymmetric free vibration of layered cylindrical shells filled with a quiescent fluid. The fluid is assumed to be incompressible and inviscid. The equations of axisymmetric vibrations of layered cylindrical shell filled with fluid, on the longitudinal and transverse displacement components are obtained using Love’s first approximation theory. The solutions of displacement functions are assumed in a separable form to obtain a system of coupled differential equations in terms of displacement functions. The displacement functions are approximated by Bickley-type splines. A generalized eigenvalue problem is obtained and solved numerically for a frequency parameter and an associated eigenvector of spline coefficients. Two layered shells with three different types of materials under clamped-clamped boundary conditions are considered. Parametric studies are made on the variation of the frequency parameter with respect to length-to-radius ratio and length-to-thickness ratio.
2
Content available remote Fem determination of the plastic limit load for cylindrical shells
Słowiński Kamil, Piekarczyk Marek
Technical Transactions
|
2019
|
Vol. 116, iss. 12
151--162
EN
In this paper a new approach to the consistent identification of the deformation pattern vital for the precise determination of the plastic limit load of a cylindrical shell from MNA when using modified Southwell (MS) and Tangent Stiffness (TS) plots is presented. It is proposed that the formalised assessment of the plastic collapse load can be done by the application of the relation between the load factor increment ΔrR and the arc length s – for an identification of achievement of the complete plastic collapse mechanism from MNA, and then the MS or TS plot for the displacement pattern that corresponds to the identified plastic mechanism.
PL
W artykule przedstawiono metodę pozwalającą na jednoznaczną identyfikację postaci deformacji kluczowej w procesie wyznaczania nośności plastycznej powłoki cylindrycznej z analizy MNA, przy zastosowaniu zmodyfikowanej zależności Southwella (MS) oraz metody sztywności stycznej (TS). Proponuje się, żeby formalna ocena plastycznego obciążenia niszczącego oparta była na wykorzystaniu zależności między przyrostem mnożnika obciążenia ΔrR i długością łuku s – w celu identyfikacji momentu osiągnięcia w analizie kompletnego mechanizmu zniszczenia, a następnie zastosowaniu wykresów zależności MS i TS dla postaci deformacji stowarzyszonej z wskazanym wcześniej mechanizmem.
3
Analiza powłoki cylindrycznej z uwzględnieniem imperfekcji geometrycznej o kształcie postaci własnej wyboczenia
Schabowicz Krzysztof, Zawiślak Łukasz
Inżynieria i Budownictwo
|
2019
|
R. 75, nr 9
439--442
PL
Przeanalizowano powłokę cylindryczną metodą elementów skończonych, wykonano różne wariacje analiz liniowych i nieliniowych w zakresie nieliniowości geometrycznych i materiałowych. W obliczeniach uwzględniono również imperfekcje o kształcie postaci własnej wyboczenia z liniowej sprężystej analizy bifurkacyjnej, zgodnie z normą PN-EN 1993-1-6.
EN
The article analyses the cylindrical shell with the finite element method, linear and nonlinear analyses were performed (in terms of geometric and material non-linearities). The calculations also geometric imperfection with the shape of own buckling form of a linear elastic bifurcation analysis, according to PN-EN 1993-1-6.
4
Content available Effect of geometric imperfections in the shape of buckling form on the reduction of load capacity of cylindrical shell
Schabowicz K., Zawiślak Ł.
Archives of Civil Engineering
|
2019
|
Vol. 65, nr 3
153--166
EN
The approach to numerical analyses was changed by the introduction of Eurocodes. The EN 1993-1-6 standard allows taking into account imperfections on the shape of a buckling form from a linear elastic bifurcation analysis. The article analyses the first ten forms of imperfection from a linear elastic bifurcation analysis on the reduction of the capacity of a cylindrical shell. Calculations were made using finite element methods.
PL
Podejście do analiz numerycznych w zakresie obliczeń nośności powłok cylindrycznych zostało zmodyfikowane przez wprowadzenie Eurokodów. Norma Eurokod 1993-1-6 umożliwia uwzględnienie imperfekcji o kształcie formy wyboczenia z liniowej sprężystej analizy bifurkacyjnej. W artykule przedstawiono wykorzystanie dziesięciu pierwszych form wyboczenia z liniowej sprężystej analizy bifurkacyjnej jako imperfekcji wstępnych. Przeanalizowano ich wpływ na redukcję nośności powłoki cylindrycznej. Obliczenia zostały przeprowadzone za pomocą metody elementów skończonych.
5
Content available Analiza i wymiarowanie żelbetowej konstrukcji podziemnego cylindrycznego zbiornika na wodę
Mędrzak J.
Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
|
2018
|
Z. 24 (174)
239-243
PL
W pracy przedstawiono analizę i wymiarowanie żelbetowej konstrukcji podziemnego cylindrycznego zbiornika na wodę. Przyjęto posadowienie zbiornika na podłożu sprężystym. Uwzględniono również fakt, że odkształcenia poziome konstrukcji są ograniczone podatnością gruntu w kierunku poziomym. Rozważono dwie sytuacje obliczeniowe: zbiornika pełnego odkopanego i zbiornika pustego zasypanego. W ramach pracy dokonano analizy i zwymiarowano poszczególne elementy konstrukcji, tj. płytę denną, płytę przekrycia i ściany boczne zbiornika, a następnie wykonano ich rysunki konstrukcyjne. Przeprowadzono także przegląd literatury z zakresu projektowania konstrukcji żelbetowych oraz analizę norm i aktualnych przepisów dotyczących projektowania żelbetowych konstrukcji zbiorników na ciecze.
EN
The paper presents the analysis and dimensioning of the reinforced concrete structure of the underground cylindrical water tank. It was assumed that the tank’s foundation is placed on the elastic subgrade. Two design situations were considered: a full excavated tank and an empty buried one. As part of the work, individual structural elements were analyzed and dimensioned, i.e. base slab, cover slab and side walls of the tank, and then their construction drawings were made. A review of the literature in the field of reinforced concrete structure design and analysis of standards and current regulations regarding the design of reinforced concrete tank construction for liquids was also carried out.
6
Content available Cylindrical shells made of stainless steel – investigation of postbuckling
Stehr S., Stranghoner N.
Civil and Environmental Engineering Reports
|
2017
|
No. 25(2)
185--197
EN
The relevant load case of open thin-walled shells is often wind loading during construction. Because of the missing stabilization effect of the roof they show a very high sensitivity to buckling which results into higher wall thicknesses. As part of the European RFCS research project BiogaSS the Institute for Metal and Lightweight Structures of the University of Duisburg-Essen carried out investigations on open thin-walled tanks made of austenitic and duplex stainless steels under wind load to study a possible economic advantage which might be gained from the consideration of the elastic postbuckling behaviour. This contribution presents not only experimental and numerical results but also first recommendations regarding the range of possible buckling reduction factors which might be incorporated in future revisions of EN 1993-1-6 and EN 1993-4-2.
PL
Najbardziej adekwatnym przypadkiem obciążenia otwartych, cylindrycznych powłok cienkościennych jest obciążenie wiatrem podczas wznoszenia powłoki. Wobec braku stabilizującego efektu dachu, powłoki wykazują bardzo dużą wrażliwość na wyboczenie, która prowadzi do konieczności zwiększenia grubości ścian powłoki. Instytut Konstrukcji Lekkich i Metalowych Uniwersytetu Duisburg-Essen przeprowadził badania stateczności otwartych zbiorników cienkościennych wykonanych z nierdzewnych blach ze stali austenicznej i ze stali duplex poddanych działaniu obciążenia wiatrem. Celem tych badań było określenie możliwych korzyści ekonomicznych wynikających z uwzględnienia sprężystych stanów pokrytycznych. Badania te były częścią Europejskiego Projektu RFCS BiogaSS. Prezentowana praca przedstawia nie tylko wyniki badań eksperymentalnych i analiz numerycznych, lecz także pierwsze propozycje zaleceń dotyczących zakresu redukcyjnych współczynników wyboczeniowych, które w przyszłości mogą być włączone do norm EN 1993-1-6 i EN 1993-4-2.
7
Content available Buckling and post-buckling behaviour of shallow – nearly flat cylindrical panels under axial compression
Magnucka-Blandzi E., Magnucki K.
Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences
|
2016
|
Vol. 64, nr 3
655--658
EN
The paper is devoted to buckling problem of axially compressed shallow cylindrical panels. Governing differential equations of the nonlinear theory of shallow cylindrical shells are analytically solved. Critical stresses and equilibrium paths of the panels with small curvatures are analytically studied. The formula of the critical stresses for almost flat, cylindrical panels is derived. The “shallowness” of the panel is given by the parameter α and formulae are derived for a range of this parameter. The range of values of sectorial angle for these panels is also defined.
8
Content available Charakterystyki cieplne w diagnostyce zmian starzeniowo-zmęczeniowych powłok kompozytowych
Wróbel G., Szymiczek M., Rojek M.
Przetwórstwo Tworzyw
|
2014
|
[R.] 20, nr 1 (157)
110--115
PL
W pracy przedstawiono metodę termograficznej diagnostyki cylindrycznych powłok osiowo-symetrycznych wykonywanych techniką nawijania śrubowego. Badania prowadzono na rurach wykonanych z włókna szklanego i chemoutwardzalnej żywicy poliestrowej degradowanych cieplnie i zmęczeniowo. Wielkością charakteryzującą zmiany w materiale kompozytowym podczas degradacji był pomiar temperatury w funkcji czasu na powierzchni kompozytu nagrzewanego metodą impulsywnej termografii aktywnej. Rozkład mierzonych temperatur w zależności od liczby cykli zmęczeniowych pozwala na określenie stopnia utraty ciągłości materiału. Wizualizacja zmian za pomocą termogramów pozwala na identyfikację obszarów narażonych na zniszczenia.
EN
The paper presents a method of thermography diagnostics of cylindrical coats axially - symmetric performed by the screw winding technic. The research was carried out on pipes made of fiberglass and polyester resin fatigue and thermally degraded. Values characterizing the changes in the degradation of the composite material were to measure the temperature - time on the surface of the composite being heated by the impulsive active thermography. The distribution of measured temperatures depending on the number of fatigue cycles allow to determine the degree of continuity of the material. The visualization of changes using thermal image facilitates the identification of areas exposed to destruction.
9
Content available remote Analytical and Experimental Studies of Stability of Cylindrical Shells with a Cut-Out
Stasiewicz P.
Mechanics and Mechanical Engineering
|
2013
|
Vol. 17, nr 2
167--176
EN
Thin-walled structure, by its nature, is subjected to loss of stability. In addition, the shell has a cutout, which reduces the critical load. The aim of this study is to determine critical stress of the shell under pure bending. The goal was achieved in two ways: experimentally and analytically. Experimental studies were carried out on a specially designed test bench with the use of a resistive strain gauge. In the analytical solution the form of buckled shell was assumed, and then Bubnov-Galerkin method was applied.
10
Content available remote Wyboczenie struktur kompozytowych z warstwami piezoelektryków
Kędziora P.
Przetwórstwo Tworzyw
|
2012
|
[R.] 18, nr 3
222-225
PL
W pracy przeanalizowano wpływ wartości napięcia oraz geometrii piezoelektryków na wartości siły krytycznej dla ściskanej belki i obrotowo-symetrycznej powłoki cylindrycznej. Sformułowano układ równań podstawowych opisujących deformacje struktur i ich wyboczenie. Rozważono parę piezoelektryków przytwierdzonych do górnej i dolnej powierzchni analizowanych struktur.
EN
In the paper, the influence of voltages and geometry of the piezoelectric patches on the beam/axisymmetric cylindrical shells buckling compressive load are studied. The governing equations characterizing deformations and buckling of structures are formulated and solutions are derived. It is assumed that the piezoelectric layers are placed on the top and bottom surfaces of the structures.
11
Content available Buckling Analysis of Composite Cylindrical Shells Reinforced by Carbon Nanotubes
Jam J. E., Asadi E.
Archive of Mechanical Engineering
|
2012
|
Vol. LIX, nr 4
413--434
EN
In this paper, the authors investigate a cylindrical shell reinforced by carbon nanotubes. The critical buckling load is calculated using analytical method when it is subjected to compressive axial load. The Mori-Tanaka method is firstly utilized to estimate the effective elastic modulus of composites having aligned oriented straight CNTs. The eigenvalues of the problem are obtained by means of an analytical approach based on the optimized Rayleigh-Ritz method. There is presented a study on the effects of CNTs volume fraction, thickness and aspect ratio of the shell, CNTs orientation angle, and the type of supports on the buckling load of cylindrical shells. Furthermore the effect of CNTs agglomeration is investigated when CNTs are dispersed none uniformly in the polymer matrix. It is shown that when the CNTs are arranged in 90 degrees direction, the highest critical buckling load appears. Also, the results are plotted for different longitudinal and circumferential mode numbers. There is a specific value for aspect ratio of the cylinder that minimizes the buckling load. The results reveal that for very low CNTs volume fractions, the volume fraction of inclusions has no important effect on the critical buckling load.
PL
W artykule przedstawiono badania powłoki cylindrycznej wzmocnionej nanorurkami węglowymi (Carbon Nanotubes – CNT). Krytyczne obciążenie wyboczenia obliczono analitycznie dla przypadku osiowego obciążenia ściskającego. Metodę Mori-Tanaki wykorzystano przede wszystkim w celu estymacji efektywnego modułu sprężystości kompozytów wzmocnionych prostymi rurkami CNT o orientacji równoległej. Wartości własne problemu wyznaczono stosując podejście analityczne oparte na zoptymalizowanej metodzie Rayleigha-Ritza. Zaprezentowano studium dotyczące wpływu udziału objetościowego nanorurek CNT, grubości i współczynnika kształtu powłoki, kąta orientacji nanorurek CNT i typu podparcia powłoki cylindrycznej przy obciążeniu krytycznym przy wyboczeniu. Ponadto, zbadano efekt aglomeracji nanorurek CNT dla przypadku, gdy rurki są nierównomiernie rozproszone w osnowie polimerowej. Pokazano, że gdy nanorurki są ustawione pod kątem 90 stopni obciążenie krytyczne wyboczenia jest największe. Ponadto, przedstawiono wykresy wyników dla różnych liczb modów osiowych i obwodowych. Istnieje określona wartość współczynnika kształtu, przy której obciążenie wyboczenia jest minimalne. Uzyskane wyniki pokazują, że przy bardzo niskim udziale objętościowym nanorurek CNT procentowa zawartość wtrąceń nie ma istotnego wpływu na obciążenie krytyczne przy wyboczeniu.
12
Content available Wrażliwość powłoki cylindrycznej na zmianę grubości
Kubiak H., Grzywiński M.
Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
|
2010
|
Z. 16 (166)
111-120
PL
W pracy przedstawiono algorytmy analizy wrażliwości układów powłokowych. Oprócz modelowania różniczkowania bezpośredniego, sformułowano sprzężone zagadnienie końcowe bazujące na pierwotnym zagadnieniu początkowym, przydatne w analizie wrażliwości. Opracowano algorytm numeryczny, łatwo implementowany w istniejących pakietach elementów skończonych. Zaprezentowano i przedyskutowano liczbowe wyniki analizy wrażliwości dla powłoki cylindrycznej.
EN
A numerical formulation for sensitivity analysis of shell structure is presented in the paper. In addition to modeling the direct differentation coupled to the find question was formulated based on primary issue of use in the initial sensitivity analysis. An algorithm for numerical easily implemented in existing finite element packages. There were presented and discussed numerical results of sensitivity analysis for shell cylindrical.
13
Content available Analiza nieliniowa samowzbudnych drgań powłoki cylindrycznej w opływie naddźwiękowym
Nowotarski I.
Acta Mechanica et Automatica
|
2009
|
Vol. 3, no. 2
59-67
PL
Praca zawiera analizę samowzbudnych drgań powłoki cylindrycznej o skończonej długości w opływie naddźwiękowym. Wyznaczono rozwiązanie równań ruchu i ustalono równanie częstości. Przedstawiono także wyniki obliczeń numerycznych rozpatrywanych zjawisk.
EN
The paper presents the results of analysis of self-excited vibrations of a cylindrical shell of finite length exposed to external supersonic flow. The solution of the equations of motion is obtained and the equation of frequencies is derived. In addition, the results obtained from numerical calculations in respect to researched aspects were presented.
14
Content available Influence of boundary condition on deformation of thin-walled tubes under axial compression
Dacko M., Nowak J.
Journal of KONES
|
2007
|
Vol. 14, No. 1
163-170
EN
Thin-walled metal tubes are a typical component of shields absorbing the energy of the explosive shock wave. The key factor to be considered is the method of binding the tubes with a shield plate and protected structure. It greatly influences energy absorbing capacity of the structure. The paper presents experiments of static load of thin-walled tubes under axial compression. The specimen were steel (R35) tubes of outer diameter 20 mm, wall thickness 1 mm and length 35 mm, attached to two end plates. The attachment was a combination of simple support (SS) and fixed connection (FIX) of edges to plates (SS-SS, SS-FIX, FIX-FIX). The fixed connection was obtained by soldering (either continuous or in some points), using steel, brass and silver alloy. The influence of the weld type on the resulting compression diagram and energy absorbing capacity of the structure was monitored. The numerical simulation was performed using MSC.Dytran. Numerical models used solid elements and elastic-plastic material with work hardening. Numerical simulation results were compared to experimental values from static experiments
PL
Cienkościenne metalowe elementy cylindryczne znajdują zastosowanie w tworzeniu struktur ochronnych pochłaniających energię fali detonacyjnej wybuchu. Istotnym zagadnieniem jest sposób mocowania tych elementów do płyty ochronnej i konstrukcji chronionej, gdyż ma on znaczny wpływ na energochłonność struktury. W artykule przedstawiono statyczne badania doświadczalne elementów cylindrycznych poddanych ściskaniu. Przedmiotem badań były rurki o średnicy zewn. 20mm, grubości ścianki 1mm i wysokości 35mm wykonane ze stali R35. Elementy ściskane umieszczano pomiędzy dwoma krążkami. Próbom poddano elementy o brzegach swobodnych, elementy zamocowane do jednego z krążków i elementy dwustronnie utwierdzone. Utwierdzenie realizowano poprzez lutowanie punktowe lub ciągłe przy pomocy spoin ze stali, mosiądzu i stopu srebra. Badano wpływ rodzaju spoiny na krzywą ściskania i zdolność absorpcji energii. Przy użyciu oprogramowania MSC.Dytran przeprowadzono symulację numeryczną opisanych zagadnień. Stworzono pełny model krążków i rurki stosując do tego celu elementy bryłowe typu solid. Przyjęto biliniowy model materiału z umocnieniem plastycznym Porównano postacie deformacji badanych próbek poddanych statycznemu ściskania na maszynach wytrzymałościowych z wynikami otrzymanymi na drodze numerycznej.
15
Content available Experimental and numerical analysis of static and blast loaded thin-walled tubes
Dacko M., Nowak J.
Journal of KONES
|
2007
|
Vol. 14, No. 1
171-179
EN
Thin-walled elements are more and more often a typical component of the shields protecting structures against the effects of the blast of explosive charge. To be effective, they should be light and exhibit a high energy absorption capacity. By design for controlled crush, they minimize the energy transmitted to the protected structure. The concept of protective shield consisting of cylindrical shells is presented. The basic energy absorbing element was chosen and the basic experiments were performed. Static experiments covered axial compression in testing machines and obtaining material stress-strain diagram. The dynamic tests allowed for determination of the explosive charge mass allowing for total crush of the cylindrical specimen. The numerical simulation was performed using MSC.Dytran. Numerical models were built using thin and middle thick shell elements. The energy absorbing element was crushed for certain pressure wave parameters. Performed experimental research in the area of static compression (with strength device) and dynamic loads(with the use of explosives) as well built numeric models permit to state that the agreement of the deformation shape in experimental and numeric researches was obtained.
PL
Elementy cienkościenne znajdują coraz częściej zastosowanie w tworzeniu struktur, których zadaniem jest ochrona urządzeń przed skutkami eksplozji ładunku materiału wybuchowego. Elementy te powinny charakteryzować się niewielką masą oraz odpowiednio wysoką zdolnością do absorpcji energii wybuchu (fali uderzeniowej, fali podmuchu, niewielkich odłamków). Ulegając kontrolowanemu zniszczeniu minimalizują one przekazywanie energii do ochranianego obiektu. Autorzy pracy przedstawili koncepcję struktury ochronnej składającej się z metalowych powłok cylindrycznych. Dokonano wyboru podstawowego elementu energochłonnego i poddano go wstępnym badaniom doświadczalnym. Badania statyczne polegały na przeprowadzeniu próby ściskania na maszynie wytrzymałościowej oraz wyznaczeniu charakterystyk materiałowych niezbędnych do przeprowadzenia symulacji numerycznych. W badaniach dynamicznych, z użyciem materiałów wybuchowych, określono wielkość ładunku powodującego całkowite zniszczenie pojedynczego elementu cylindrycznego. Przy wykorzystaniu oprogramowania MSC.Dytran wykonano symulacje numeryczne przeprowadzonych badań. Obliczenia przeprowadzono dla modelu numerycznego zbudowanego z elementów powłokowych. Zmieniając parametry impulsu obciążenia działającego na element energochłonny doprowadzono do jego zniszczenia. Wykonane badania eksperymentalne w zakresie ściskania statycznego (na maszynie wytrzymałościowej) i obciążeń dynamicznych (z użyciem materiałów wybuchowych) oraz zbudowane modele numeryczne pozwalają stwierdzić, że uzyskano zgodność postaci deformacji w badaniach doświadczalnych i numerycznych.
16
Content available remote Buckling of imperfect thin cylindrical shell under lateral pressure
Forasassi G., Lo Frano R.
Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering
|
2006
|
Vol. 18, nr 1-2
287--290
EN
Purpose: This paper investigates buckling behaviour of imperfect thin cylindrical shell with analytical and experimental assessment methods, in the context of NPP applications as, for instance, the IRIS LWR integrated Steam Generator (SG) tubes. Design/methodology/approach: In this paper, thin shell, homogeneous and isotropic material, also tube geometric imperfections as eccentricity/ovality/welding are assumed to investigate the effects of latter on the limit pressure load in conditions for which, at present, a complete theoretical analysis was not found in literature. At Pisa University a research activity is being carried out on the buckling of thin walled metal specimen, with a test equipment (and the necessary data acquisition facility), suitable for carrying out test series on this issue, as well as numerical models implemented on the MARC FEM code, were set up. Findings: The experiments were conducted on test specimens of the same material (AISI 316) tube with and without longitudinal welding. The comparison between numerical and experimental results, for the same geometry and loading conditions, shows a good agreement between the elastic-plastic finite-element predictions and the experimental data. Research limitations/implications: The presented research results may be considered preliminary in the sense that it would be important to enlarge the statistical base of the results themselves, even if they are yet certainly meaningful to highlight the real problem, considering the relatively large variability of the geometrical imperfections also in high quality production tubes. Originality/value: From the point of view of the practical implication, besides the addressed problem general interest in industrial plant technology, it is worth to stress that straight and curved axis tubes are foreseen specifically in innovative nuclear reactors SG design
17
Materiałowe i technologiczne uwarunkowania stanu naprężeń własnych i anizotropii wtórnej powłok cylindrycznych wytłaczanych z polietylenu
Pusz A.
Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Śląska
|
2005
|
z. 153
1-134
PL
Obecność naprężeń w ściance wytłoczonej rury przejawia się odkształceniem obwodowym i wzdłużnym szczególnie widocznym na swobodnym końcu rur. Na podstawie wielkości odkształcenia i modułu sprężystości podłużnej można wyznaczyć naprężenia w danej chwili czasu, a znając moduł relaksacji, określić naprężenia w ściance, gdy rura osiąga temperaturę otoczenia po wyjściu z urządzenia chłodzącego linii wytłaczarskiej. Podejmowane próby określenia naprężeń własnych oparte są na pomiarze odkształceń i wprowadzeniu odpowiadającego im stanu naprężeń. W analizie stanu odkształcenia nie podjęto analizy wyjaśniającej proces powstawania naprężeń własnych. Obecność naprężeń po wystudzeniu rury pozwala domniemać, że naprężenia w ściance rury generowane są w trakcie zestalania polimeru. Przyczyną powstania naprężeń są zmiany objętości właściwej na froncie zestalenia. Zmniejszająca się objętość polimeru związana z gradientem temperatury wywołuje w tym obszarze naprężenia rozciągające, a w warstwach zewnętrznych ścianki naprężenia ściskające. Przemieszczający się w głąb ścianki rury front zestalenia kształtuje rozkład naprężeń na jej grubości. Naprężenia te mają charakter technologiczny, a ich rozkład jest charakterystyczny dla technologii wytłaczania. Naprężenia własne, jako naprężenia wstępne, wpływają na roboczy stan obciążenia rury. Przy obciążeniu wewnętrznym ciśnieniem cieczy lub gazu do naprężeń własnych dodają się naprężenia wywołane ciśnieniem. W zależności od czasu, który upłynął od wytłoczenia rury, może wystąpić przekroczenie naprężeń dopuszczalnych wynikających z granicy plastyczności polimeru. W analizie procesów z udziałem wymiany ciepła prócz naprężeń własnych, także należy wziąć pod uwagę stan struktury polimeru, szczególnie jeżeli zaliczany jest do polimerów krystalicznych, gdyż warunki chłodzenia pociągają za sobą jej zróżnicowanie. W przypadku formowania rury, struktura polimeru zależeć będzie od odległości od powierzchni zewnętrznej stykającej się ze ścianką kalibratora. Strumień ciepła przepływa promieniowo ku powierzchni zewnętrznej, a zestalenie postępuje w kierunku przeciwnym. Najpóźniej temperaturę otoczenia osiągają warstwy wewnętrzne. Na skutek niskiej przewodności cieplnej polimerów prędkość studzenia wpłynie na morfologię fazy krystalicznej. Wraz ze wzrostem odległości od powierzchni zewnętrznej zwolnienie prędkości studzenia sprzyjać będzie rozwojowi fazy krystalicznej. Brak chłodzenia wewnętrznej powierzchni rury prowadzi do otrzymania struktury gruboziarnistej, z dobrze wykształconymi sferolitami o niskiej odporności na pękanie, a równocześnie na postępującym w głąb ścianki froncie zestalenia naprężenia termiczne będą wpływały na kształt sferolitów. Należy spodziewać się orientacji struktury i w konsekwencji anizotropii własności, szczególnie mechanicznych, ścianki rury na grubości oraz w warstwie o danym promieniu. Celowe jest rozpoznawanie przebiegu zmian stanu naprężeń, gdyż stanowi to istotny przyczynek do wyjaśnienia procesów zachodzących podczas kalibrowania, co umożliwia trafniejsze prognozowanie własności eksploatacyjnych rur z polimerów termoplastycznych oraz ich stanów granicznych. Stan naprężeń własnych w ściance rury można wyznaczyć rozwiązując równanie przewodzenia ciepła, układ równań równowagi wiążących składowe główne stanu naprężeń wywołane gradientem temperatury oraz ciśnieniem formowania, ze zdefiniowanymi warunkami brzegowymi, początkowymi i funkcjami własności termicznych i mechanicznych tworzywa. Tak postawiony problem wymaga zastosowania metod numerycznych ze względu na uwikłany układ równań, nieliniowe, zależne od temperatury i stanu naprężenia współczynniki materiałowe oraz niestacjonarne pole temperatury. Charakter zagadnienia narzuca zastosowanie zorientowanych problemowo metod programowania. W pracy przedstawiono model fizyczny procesu zestalania, równania prowadzące do wyznaczenia temperatury i naprężeń w czasie zestalenia, oraz wyniki symulacji z wykorzystaniem opracowanego do tego celu oprogramowania. Symulację przeprowadzono na podstawie danych wytrzymałościowych i termicznych dla PE-HD. Zaprezentowano również wyniki badań własności mechanicznych próbek pobranych z różnych warstw ścianki w prostopadłych kierunkach.
EN
The presence of stresses in the wall of a extruded pipe is manifested through circumferential and longitudinal strain, visible especially at the free end of a pipe. On the basic of the value of the strain as well as the longitudinal modulus of elasticity, it is possible to determine stresses at a specific moment in time. Knowing the modulus of relaxation it is possible to determine the stresses in the wall when a pipe reaches the ambient temperature after leaving a cooling device of an exrusion line. Attempts to determine internal stresses are based on the measurement of stains and introducing stresses related to them. A further analysis to explain the process of their formation was not undertaken. The presence of stresses after cooling of a pipe makes it possible to presume that stresses in the wall of a pipe are generated during the solidification of a material. The reason for the generation of stresses is the changes of specific volume at the front of a solidifying material. A decreasing volume of material related to a temperature gradient generates tensile stresses in the area in question whereas compressive stresses in the external layers. The front of the solidification of the wall moving deeper into the wall of a pipe forms the distribution of stresses in the thickness of the wall. The said stresses are technological in nature and their distribution is typical of an extrusion technology. Internal stresses affect the working state of the load of a pipe as preliminary stresses. In case of inner load exerted by the pressure of liquid or gas, internal stresses are increased by the stresses exerted by the aforementioned pressure. Depending on the time that has passed since a pipe was moulded, it is possible that allowed stresses resulting from a yield point of a material will be exceeded. During the analysis of processes involving heat exchange, in addition to internal stresses, it is also necessary to take into consideration the condition of the structure of the material used for the wall of a pipe. It is especially necessary, if the material is rated among crystalline one as cooling conditions involve the diversification of the structure of polymer. In case of the formation of a pipe, the structure of material depends on the distance from the external surface contacting the wall of a former. A heat flux flows in a radial manner towards the external surface and the solidification of the wall material advances in the opposite direction. The internals layers reach the ambient temperature at the latest. As a results of the poor heat conductivity of polymers, cooling rate affects the morphology of the crystalline phase. Along with the increase of the distance from the external surface, the slowing down of the slow cooling rate will facilitate the development of the crystalline phase. The absence of cooling of the internal surface of a pipe gives rise to the formation of a coarse-grained structure with well-shaped spherulites characterized by low resistance to cracking. At the same time, on the solidification front moving deeper into the wall, the thermal stresses influence the shape of spherulites. One ought to expect the orientation of the structure and the resultant anisotropy of the properties on the thickness of the wall of a pipe as well as the anisotropy in the layer of a specific radius. It is advisable to determine the course of changes of stresses as this knowledge is a significant contribution to the explanation of the processes occurring during sizing and thus enabling a more accurate prediction of operating properties of thermoplastic pipes and their limiting states. The internal stresses in the wall of a pipe can be determined by solving the equation of heat conduction, the system of equations of equilibrium including the major components of the state of stresses included by temperature gradient and moulding pressure with defined boundary the initial conditions and the functions of the thermal and mechanical properties of a material. The problem presented above requires the use numerical methods due to a confounded system of equations, non-linear material coefficients depending on a temperature and stress as well as an unsteady temperature field. The character of the issue imposes the use of problem-oriented programming methods. This work will contains the physical model of the solidification process, equations loading to the determination of the temperature and stresses during the solidification as well as the results of a simulation determined with the use of software developed for this purpose. The simulation was conducted on the basic of resistance- and heat-related data for PE-HD. Results of mechanical tests of samples token from perpendicular directions and different layers of wall are also presented.
18
Content available remote Some problems of the dynamics of uniperiodic cylindrical shells
Tomczyk B.
Vibrations in Physical Systems
|
2004
|
Vol. 21
373--374
19
Połączenia kołnierzowe cylindrycznych powłok stalowych
Mendera Z.
Inżynieria i Budownictwo
|
2004
|
R. 60, nr 11
597-603
PL
Śrubowe połączenia kołnierzowe występują najczęściej jako styki montażowe rurociągów dużej średnicy, słupów konstrukcji wsporczych o przekroju rurowym oraz segmentów kominów. Podano analizę teoretyczną zagadnienia, wytyczne kształtowania połączeń oraz przykłady liczbowe obliczeń.
EN
Bolted flange joints are the mostly used as assembly field joints for large diameter pipes, heavy circular columns and chimney segments. The theoretical analysis of the problem, outlines of joint formation and examples of theoretical computation are given.
20
Content available remote Imperfection sensitivity of slender wind-loaded cylindrical steel shells
Timmel I., Köhn K., Schneider W., Thiele R.
Archives of Civil Engineering
|
2003
|
Vol. 49, nr 3
431-438
EN
The progress of the computationally possibilities allows it nowadays to determine the load bearing capacity of steel shell structures by a geometrically and materially non-linear analysis with imperfections included, which is specified in the Eurocode, type of analysis GMNIA. The Eurocode recommends to apply so called equivalent geometric imperfections. Currently only the imperfection amplitude is specified in the standard. But there are little or no statements about the pattern, the length and the location. It is investigated in the paper, if this is sufficient and applicable to slender wind-loaded cylindrical steel shells, which are used for instance as chimneys. The study concentrates on the influence of the location and the length of the imperfection. It is concluded that the specifications of the Eurocode about the equivalent geometric imperfections need a modification: Statements about the imperfection length are necessary in addition to the statements about the imperfection amplitude, if the influence of the different parameters shall be realistically covered. It is shown further in the paper, that the possible locations of the global buckling of the perfect shell, according to the extended concept of the quasi-collapse-affine imperfections, are also most unfavourable imperfection locations.
PL
Postęp możliwości obliczeniowych pozwala obecnie na określenie nośności stalowych konstrukcji powłokowych stosując geometrycznie i materiałowo nieliniową analizę z uwzględnieniem niedoskonałości (imperfekcji), co jest wymagane w Eurokodzie — analiza typu GMNIA. Eurokod zaleca zastosowanie tzw. równoważnych niedoskonałości geometrycznych. Obecnie jedynie amplituda imperfekcji jest określona w normie. Lecz jest brak lub niewiele wskazówek dotyczących jej kształtu, długości i umiejscowienia. W niniejszej pracy przeprowadza się badanie, czy jest to wystarczające w zastosowaniach do smukłych cylindrycznych stalowych powłok obciążonych wiatrem, które są stosowane na przykład jako kominy. Badanie koncentruje się na wpływie umiejscowienia i długości imperfekcji. Wnioskiem jest, że specyfikacje Eurokodu dotyczące równoważnych imperfekcji geometrycznych wymagają modyfikacji: określenie długości imperfekcji jest konieczne oprócz określenia jej amplitudy, jeśli wpływ różnych parametrów ma być rzeczywiście uwzględniony. Ponadto wykazano w pracy, że możliwe miejsca globalnego wyboczenia doskonałej powłoki — zgodnie z rozszerzonym pojęciem "quasi — skłonnych do zniszczenia" niedoskonałości — są równocześnie najniekorzystniejszymi miejscami imperfekcji.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.