Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Impact of input parameters on numerical calculations optimized by swarming algorithms during computer simulations of the heat conduction phenomenon

Zych Maria, Gawrońska Elżbieta, Dyja Robert, Krawiec Piotr

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2022

|

Vol. 21, nr 4

107--118

EN

The article presents the application of swarming algorithms in heat conduction, taking into account the continuity of the boundary condition (type IV). The influence of the input parameters of the bee and ant algorithm and tessellation on the selection of the heat conduction coefficient between the casting mold and the casting in computer simulations was presented. The results were compared for two different finite element grids, a different number of individuals, and a different number of iterations. The study also considered the magnitude of the reference temperature disturbance as the input temperature for numerical calculations. The analysis showed that the relative error of reproducing the value of the thermal conductivity coefficient in the continuity condition did not exceed 1.5% of the reference value of this coefficient.

2

Exact thermomechanical analysis of functionally graded (FG) thick-walled spheres

Yildirim V.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 4

1197--1221

EN

The present study aims to provide a deeper understanding for the thermo-mechanical analysis of spheres made of non-homogeneous isotropic materials. To this end, Navier equations are solved analytically based on the spherically-symmetric plain-strain assumptions and closed-form formulas are proposed for the elastic fields in a simple-power-law graded spheres subjected to steady-state thermal and internal/external pressure loads. A comprehensive parametric study is then performed with both functionally-graded hypothetical and physical materials. Two benchmark examples are reconsidered with hypothetically chosen inhomogeneity indexes. Effects of inhomogeneity indexes are reviewed in these examples. Differently from the literature, thickness effects are also examined under separate and combined loads together with the thermo-mechanical behavioral differences in spheres and cylinders. Finally three physical metal-ceramic pairs are studied originally with appropriate inhomogeneity indexes which are deffned as the inner surface is full ceramic and the outer surface is full metal. Results are presented in graphical and tabular forms.

3

The modelling of temperature-dependent stress-strain curves for weldable steels

Winczek J., Mičian M., Ivanov V.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2018

|

Vol. 17, nr 3

111--117

EN

The calculation of stresses in the steel elements subjected to the thermomechanical loads requires taking into account the influence of temperature on mechanical properties of a material, including the stress-strain curve. The simplified and extended computational models of temperature-dependent tensile curves have been discussed. The methodology of the stress-strain curve construction in the entire temperature range of the solid state of the material has been proposed. The considerations are illustrated by the examples of calculated stress-strain curves in different temperatures for S235 and S355 welding steels.

4

Modelowanie z wykorzystaniem metody siatkowej Boltzmanna termomechaniki przepływu wraz z reakcjami chemicznymi

Grucelski A., Pozorski J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 3

357--366

PL

Szczegółowy opis oraz analiza termomechaniki w przepływie przez ośrodek porowaty wraz z następującym uwolnieniem składników chemicznych z ziaren ciała stałego ośrodka (reprezentujących biomasę, węgiel) zostaną zaprezentowane wraz z pierwszymi wynikami symulacji przy wykorzystaniu uproszczonego modelu odgazowania. Po wykonaniu podstawowych testów dla przepływu płynu oraz transportu ciepła, dodatkowe funkcje rozkładu zostały zaimplementowane w celu modelowania ewolucji emisji oraz transportu składników chemicznych. Koncentracja składników chemicznych (jako wynik symulacji) wyznaczona jako wynik prostych reakcji wykazuje dobrą zgodność z innymi metodami numerycznymi. Modelowanie procesu pirolizy wykonane zostało z wykorzystaniem referencyjnego odgazowania węgla dało pierwsze jakościowe wyniki, przy pewnym zauważalnym wzroście kosztów obliczeniowych. Dla wyższej dokładności oraz zmniejszenia złożoności obliczeniowej planujemy wykorzystanie uproszczonego opisu kinetyki chemicznej dla zjawiska odgazowania stałych cząstek paliwa (ciało stałe geometrii). W artykule wyjaśniono przepływ płynu z przejmowaniem ciepła przez reaktywne nośniki granulowane na poziomie reprezentatywnego elementu o objętości (REV), w tym także oddziaływania mechaniczne ziaren stałych spowodowane ich rozszerzalność cieplną.

EN

A detailed description of thermomechanics of fluid flow through porous media with a release of chemical compounds from grains of solid fuel particles (biomass, coal, etc.) is presented together with first simulation results of a simplified model for degasification process. After the basic tests for fluid flow and heat transport, additional distribution functions are implemented to model the evolution of both emission and transport of chemical components. The concentration of chemical components (as a result of the simulation) is determined as a result of simple reactions shows good agreement with other numerical methods. A simulation of the pyrolysis process with the use of a simple reference model of coal degasification, gives first quantitative results along with a notable increase of computational cost. For higher accuracy and reduction of the computational complexity we plan to use a simplified description of the chemical kinetics of the phenomenon of degasification of solid fuel particles (solid geometry). In the article we account here for fluid flow with heat transfer through reactive granular media at the level of a representative element of volume (REV) including also mechanical in teractions of solid grains due to their thermal expansion.

5

Modelowanie krzywych umocnienia wybranych stali spawalnych z uwzględnieniem wpływu temperatury

Winczek J., Ziobrowski P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2014

|

T. 19, nr 50

77--82

PL

Obliczanie naprężeń w elementach stalowych poddanych oddziaływaniu obciążeń cieplno-mechanicznych wymaga uwzględnienia wpływu temperatury na własności mechaniczne materiału, w tym na krzywą rozciągania. W pracy, bazując na równaniach Hollomona, Ludwika, Swifta i Voce’a, omówiono modelowanie krzywych umocnienia stali S235, S355J2H i S460M z uwzględnieniem wpływu temperatury. Rozważania przeprowadzono na podstawie rezultatów badań doświadczalnych publikowanych w literaturze w postaci krzywych rozciągania wymienionych stali dla wybranych temperatur. Wyznaczono wartości parametrów w równaniach poszczególnych modeli, co umożliwiło analityczne opisanie krzywych umocnienia materiału.

EN

Calculation of stresses in the steel elements subjected to the influence of thermo-mechanical loads requires taking into account the influence of temperature on material properties, including stress-strain curve. In this paper, on the basis of Hollomon, Ludwik, Swift and Voce equations, the modeling of strain-hardening curves of steels S235, S355J2H, S460M considering the influence of temperature is discussed. The consideration were made on the basis of experimental results published in the literature as stress-strain curves for the mentioned steels for selected temperatures. The values of the parameters in the equations of the individual models were determined, which allowed to analytical description of the material strain-hardening curves.

6

Więzy termomechaniczne w teorii gradientowej

Kubik J.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2013

|

z. 13

111--114

EN

The theory of thermomechanical constraints is used in the work in order to derive particular forms of equations for the theory of gradient thermodiffusion. The constraints are considered for the material medium in which the gradient components of the equations do not cause additional energy dissipation.

7

Sześcioskładnikowy model degradacji żelbetu w warunkach korozji chlorkowej

Krykowski T.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2013

|

z. 13

67--70

EN

In the paper the six component model of corrosion concrete cover degradation has been presented. The model is based on the multicomponent media theory with the dominant constituent. In particular the paper shows the method of obtaining the constitutive equation and the evolution equation of the rate and flux type.

8

Brake system studies using numerical methods

Baranowski P., Damaziak K., Małachowski J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 4

337--342

EN

The paper presents the examples of numerical simulations of braking systems performed in order to determine the parameters of their work. Using a typical finite element and meshless numerical methods, dynamic analyses of the brake were performed paying particular attention on the phenomenon of thermo-mechanical coupling occurring in the process of braking, as well as wear processes occurring on the surface of the linings. The article presents sequence of research steps, including hybrid modelling of braking system.

PL

\W pracy przedstawiono przykłady symulacji numerycznych układów hamulcowych wykonanych w celu wyznaczenia parametrów ich pracy. Stosując siatkowe i bezsiatkowe metody numeryczne przeprowadzono dynamiczne analizy pracy hamulca ze zwróceniem szczególnej uwagi na zjawiska sprzężone (cieplno – mechaniczne) występujące w procesie hamowania oraz procesy zużycia zachodzące na powierzchni okładziny ciernej. W artykule przedstawiono kolejne kroki badań obejmujące modelowanie hybrydowe układu hamulcowego.

9

Twierdzenie o wzajemności dla dystorsji gradientowych

Kubik J.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2012

|

z. 12

89--92

EN

In the paper the reciprocity theorem for gradient viscoelasticity with non-mechanical distortion was proposed. The theorem arises from symmetry analysis of physical equations and can be treated as a generalization of adequate theorems of classical thermo-mechanics.

10

Funkcjonał Lagrange'a gradientowej termomechaniki

Kubik J.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2010

|

z. 10

39--42

EN

The aim of this paper is to providing a simple method to build a Lagrange functional for the complex interactions of thermal, mechanical and processes in the gradient thermomechanics. The formal similarity of the mass, momentum and energy balances is used

11

Unexpected properties of SH-waves in superconducting heterostructure

Drzewiecki A., Maruszewski B., Starosta R.

Vibrations in Physical Systems

|

2008

|

Vol. 23

109--114

EN

The paper provides confrontation of a surface wave of SH polarization propagating in a superconducting layer (type II superconductor) located in a superconducting halfspace of similar material properties. It was found that the wave in the determined heterostructure is distinguished by the properties significantly different from classical Love wave propagating in similar elastic structure. Among more important differences first of all should be mentioned occurrence of only one mode and changed direction of the inequality that determines allowable range of phase velocity of propagating wave. Both waves are subject to normal dispersion.

12

Selected topics of contemporary solid mechanics

Kotulski Z., Kowalczyk P., Sosnowski W.

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

|

2008

|

nr 2

1-442

EN

This book contains extended abstracts of papers presented at the 36th SolidMechanics Conference held in Gdańsk, Poland, on September 9-12, 2008. The Conference was organized by Institute of Fundamental Technological Research of the Polish Academy of Sciences. It follows the traditionally organized series of conferences initiated by the 1st Polish Solid Mechanics Conference in 1953. During the conferences a large number of prominent researchers visited Poland, presented their recent results and established permanent cooperation with Polish partners, often resulting with valuable joint research results. Such joint papers are also published in this volume. The progress in mechanics, both theory and technology, is so rapid that every two years the Conference is organized we are forced to pay attention to new ideas in all areas of solid mechanics. This time the conference concentrated on such fields as: biomechanics, micromechanics, geo-mechanics, elastic-plastic continuum and other field theories of solids, fracture and damage mechanics and fatigue of advanced materials, thermomechanics, phase transitions and shape memory materials, mechanics of structures and optimization, shells - theory and computations, coupled problems - thermodynamics of solid-fluid systems, smart structures and computational aspects of solid mechanics and applications. These problems were presented in ten Solmech 2008 sessions and are now presented in ten main parts of this volume, with eight general lectures included in the parts according to their subject. Two special sessions are dedicated to Professors Wojciech K. Nowacki and Bogdan Raniecki on the occasion of their 70 birthdays. They made significant scientific contributions to several branches of solid mechanics and educated a large number of researchers. Many friends and colleagues around the world have contributed to their Anniversary Solmech Sessions: Elastic-Plastic Continuum and other Field Theories dedicated to Professor Wojciech Nowacki and Thermomechanics, Phase Transitions and Shape Memory Materials dedicated to Professor Bogdan Raniecki. The papers published in this volume are the result of extensive work of their authors, covering wide area of the contemporary mechanics. The publication would not be possible without consistent efforts of members of the Solmech 2008 Committees and the sessions' organizers. The editors are grateful to the authors of conference presentations for careful preparation of the manuscripts and all our colleagues involved in organization of the conference for their continued support and help.

13

Termomechanika efektu elektrostrykcyjnego

Kubik J., Rzepka J.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2006

|

z. 6

65--69

EN

In this paper it was considered piezopolimers which are materials of piezoelectric and rheological properties. On the basis of residual inequality for potential of free enthalpy it was presented equation describing electrostriction effect for those materials with damages.

14

Obiektowo-zorientowane środowisko obliczeniowe dla zagadnień mechaniki konstrukcji, z zastosowaniem analizy, optymalizacji kształtu i oceny niezawodności układów termolepkosprężystych ze zniszczeniem

Tauzowski P.

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

|

2005

|

nr 3

3-141

PL

W skład pracy wchodzi Wstęp, siedem Rozdziałów oraz Wnioski i Bibliografia. Drugi rozdział poświęcony jest podejściu obiektowemu w zastosowaniu do budowy systemu metody elementów skończonych. Na wstępie rozdziału zaprezentowane zostały idee zastosowania obiektowego oraz przedstawione podstawowe pojęcia. Następnie pokazano sposób opisu podstawowych pojęć z dziedziny MES, takich jak: węzeł, element skończony, materiał czy aproksymacja pola przemieszczeń. Na schematach graficznych przedstawiono struktury danych odzwierciedlających wzajemną współpracę ww. obiektów, będącą jednym z kluczowych aspektów podejścia obiektowego. Problematyka trzeciego rozdziału obejmuje zagadnienia związane z analizą MES konstrukcji termolepkosprężystych. Po krótkim wstępie poświęconym reologii, przedstawiony został konstytutywny model materiału termolepkosprężystego wraz z jego krótką charakterystyką. Następnie wyprowadzono równania MES dla tego modelu oraz przedstawiono sformułowanie problemu niestacjonarnego przepływu ciepła. W rozdziale tym przedstawiono też sposób modelowania zniszczenia oraz koncepcje nielokalnego sformułowania zniszczenia, znacznie ograniczającego wpływ siatki MES na rezultaty co czyni obliczenia bardziej obiektywnymi. Następnie wyprowadzono równania MES dla termolepkosprężystego modelu materiału, z uwzględnieniem zniszczenia. Czwarty rozdział zawiera opis zastosowania analizy wrażliwości do opisanego w poprzednim rozdziale modelu termolepkosprężystego. W części wstępnej zaprezentowane zostały podstawowe pojęcia analizy wrażliwości oraz zwięźle opisane metody obliczania wrażliwości. Następnie wyprowadzono równania MES dla obliczania wrażliwości problemu niestacjonarnego przepływu ciepła oraz równania wrażliwości dla termolepkosprężystego modelu materiłu, a także podano algorytm obliczania wrażliwości. Ponadto dla obu ww. zagadnień wyprowadzono równania MES dla wrażliwości na parametry kształtu. Piąty rozdział poświęcony jest analizie niezawodności. W rozdziale tym przedstawiono na wstępie cele analizy niezawodności jako metody obliczania prawdopodobieństwa awarii konstrukcji. Następnie opisane zostały podstawowe metody stosowane w analizie niezawodności konstrukcji, takie jak: Metoda Monte Carlo, FORM, SORM oraz Importance Sampling. W szóstym rozdziale zawarto opis technik poprawiania jakości siatki MES w oparciu o estymator błędu. Na wstępie zaprezentowano różne rodzaje siatek regularnych i nieregularnych, a następnie przedstawiono ideę oraz podstawowe wzory dla estymatora błędu. W dalszej części rozdziału przedstawiono techniki adaptacyjne dla siatek regularnych i nieregularnych (uzyskanych przez triangularyzację) oraz przedstawiono algorytm triangularyzacji Delaunaya. Zamykający pracę rozdział siódmy zawiera wnioski i spostrzeżenia wynikające z otrzymanych w pracy rezultatów.

15

Porosity in plastic deformation

Pokorska I.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2004

|

Z. 11 (159)

87-93

16

Derivation of the normality rule for time-dependent deformation using the principle of maximal rate of entropy production

Santaoja K.

Archives of Mechanics

|

2003

|

Vol. 55, nr 5-6

501-518

EN

Derivation of the normality rule for time-dependent deformation by the principle of the maximal rate of entropy production was carried out. The derivation was made within the framework of thermomechanics with internal variables. Since Ziegler did not cast his principle into an exact mathematical framework, it was done here. A condition for the multiplier in the normality rule (c.f. plasticity multiplier) was derived. If the condition gives a constant value for the multiplier, the specific (complementary) dissipation function was shown to be a homogeneous function. In the case where the value of the multiplier depends on the state variables, the dissipation potential is a non-homogeneous function.

17

Nadawanie kształtu zlokalizowanym laserowym oddziaływaniem - zagadnienie zewnętrzne

Mączyński J. F.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Elektryka

|

2002

|

Z. 40

139-147

PL

Artykuł omawia na tle ogólnej teorii termomechanicznej kształtowania laserowego powłok tzw. zagadnienia zewnętrzne. Wykorzystując fakt silnej lokalizacji oddziaływania termicznego w obrębie plamki wiązki laserowej utożsamia się efekt tego oddziaływania z nieciągłością (skokiem) normalnej do powierzchni obrabianej. Takie kinematyczne wymuszenie wywołuje w otoczającej partii materiału powłoki sprężysty stan naprężeń odpowiedzialny za pewne dostrzegane laboratoryjnie dystorsje powłoki. Jako przykład rozważa sie powłokę cylindryczną.

EN

The paper discusses the so called outer problem within the framework of general thermomechanical theory of laser forming. Making use of strong concentration of the thermal laser action within the laser beam spot area this effect is assimilated to a discontinuity (or jump) of the normal to the surface being processed. Within the surrounding parts of the material, such a kinematical action produces an elastic state of stress responsible for shell distortions observable in laboratory. By way of an example a cylindrical shell is considered.

18

Zagadnienia termomechaniki nieferromagnetycznych przewodników doskonałych przy elektromagnetycznym oddziaływaniu impulsowym

Burak J., Haczkiewicz A., Kasperski Z., Musij R.

Zeszyty Naukowe. Matematyka / Politechnika Opolska

|

2002

|

z. 18

5-19

PL

Zaproponowany model matematyczny i sformułowane odpowiednie zagadnienia termomechaniki na wyznaczanie parametrów opisujących stan termosprężysty nieferromagnetycznych ciał - przewodników doskonałych, spowodowany oddziaływaniem pól elektromagnetycznych typu impulsowego.

EN

Mathematical model and corresponding problems of thermomechanics on determination parameters of thermoelastic nonferromagnetic ideal conductors subject to pulse electromagnetic field are presented in the paper.

19

Modelowanie matematyczne procesów termomechanicznych w warstwie ferrytowej przy działaniu zewnętrznego quasi-ustalonego pola elektromagnetycznego

Haczkiewicz A., Iwaśko R., Kasperski Z.

Zeszyty Naukowe. Matematyka / Politechnika Opolska

|

2002

|

z. 18

37-59

PL

Opracowano model matematyczny oraz schemat obliczeniowy sprężonego zagadnienia termomechaniki dla warstwy ferrytowej przy oddziaływaniu zewnętrznego quasi-ustalonego pola elektromagnetycznego. Na podstawie otrzymanych rozwiązań zbadano rozkłady temperatury i składowych naprężeń w warstwie w zależności od charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych oddziaływania zewnętrznego.

EN

Mathematical models and computational schemes of coupled problem of thermomechenics for ferrite layer subjected to external quasisteady elektromagnetic fields are proposed. The obtained solutions have been applied in the study of the temperature fields and stresses in the layer as a function of the amplitude-frequency characteristics of the external electromagnetic action.

20

Thermomechanics of Shells with Sigular Curves

Makowski J., Pietraszkiewicz W.

Zeszyty Naukowe Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku

|

2002

|

nr 528/1487

1-100

EN

We formulate rigorously the global and local laws of mechanics and thermodynamics for shells with singularities at some stationary or moving curves in the shell base surface (itself not necessarily smooth). The laws are derived in an exact manner from underlying laws of continuum thermomechanics written in the integral - impulse form for the shell-like body. Our formulation is sufficiently general to include not only traditional applications to reversible problems of regular shells, but also those modeling irreversible and non-smooth processes in irregular shells. We assume that the shell-like body is represented in the physical space by the base surface' which in a reference configuration is only Lipschitz continuous with almost smooth boundary. By a moving singular curve we mean a one-parameter family of piecewise smooth surface curves which transverse the reference configuration of the shell base surface and across which various thermomechanical field variables may suffer jump discontinuities. However, all the fields are assumed to be regular enough for the generalized surface transport and gradient-divergence theorems to be applicable. As a result of complex transformations presented in the report, at regular points of the reference base surface and for almost all time instants we obtain five local laws of shell thermomechanics: the balance of mass, linear momentum, angular momentum, and energy as well as the entropy inequality. From the transformations we also obtain, corresponding to the laws of shell thermomechanics, five continuity conditions at regular points of every singular surface curve. Additionally, we discuss exact 2D shell kinematics and exact 2D shell strain measures. The principal features of the derived field equations and side conditions are: 1) the classical expressions for the linear and angular momenta are not assumed from the outset (they must be given by appropriate constitutive equations), 2) there is no classical splitting of the total energy into the sum of internal and kinetic energies (such a splitting is considered as a part of constitutive theory), 3) the entropy source and the entropy influx are not directly related to temperature, 4) there are two additional terms in the equation of energy balance which represent the interstitial working (they require a suitable constitutive prescription). We show that within the general shell thermomechanics the constitutive equations are needed for the surface stress tensor, the surface couple tensor, the specific total energy, the specific entropy, and the heat influx vector fields. But additionally we need the constitutive prescription for the linear and angular momenta vectors, as well as possibly for several other supplementary field variables. General expressions for the constitutive equations are given through response functionals of the histories of motion and temperature fields. For spatially first-grad "simple" shells we propose reduced forms of constitutive equations in the spatial and material representations. We also discuss additional constitutive assumptions which would allow us to eliminate temperatures, heats and entropy influxes at the upper and lower shell faces, as well as fields describing the interstitial working, the extra entropy source and the extra entropy flux. We derive the reduced dissipation inequality for shells and use it to develop thermodynamically consistent constitutive equations appropriate for heat conducting and thermo-visco-elastic shells. Particular forms of constitutive equations for thermoelastic, isothermal or higher-grad shells are proposed. By introducing thermodynamic potentials we also discuss constitutive nature of representing the total shell energy density as the sum of potential, kinetic and interstitial energy densities. Finally, we propose general and some specific forms of the kinetic constitutive equations for the linear and angular momenta. The results presented in this report may be considered as an introduction to a variety of thermomechanical problems of the regular and irregular shells, which might be formulated and solved already in the near future.