Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zaawansowane metody inżynierskie pozwalają na uzyskanie wyższych dopuszczalnych naprężeń w projektach szklenia strukturalnego

Hayez Valérie, Kimberlain Jon, Feng Jie

Świat Szkła

|

2025

|

R. 30, nr 1

35--43

2

Experimental and numerical studies of the design of statically indeterminate turbojet engines

Bałon Paweł, Kiełbasa Bartłomiej, Smusz Robert, Szeliga Grzegorz

Mechanik

|

2025

|

R. 98, nr 5-6

42--45

EN

The article presents a methodology for designing an aircraft frame with a maximum take-off weight of up to 5700 kg. The study was based on a model of a turbojet engine truss intended for use in aircraft of this category. The objective was to develop a design approach using commercially available tools for the design, construction, and manufacturing of such structures.. The resulting truss structure is designed to withstand a range of internal and external loads, including thermal displacements and deformations.

PL

Artykuł przedstawia metodykę projektowania ramy samolotu o maksymalnej masie startowej do 5700 kg. Badania oparto na modelu kratownicy silnika turboodrzutowego przeznaczonego do zastosowania w samolotach tej klasy. Celem było opracowanie podejścia projektowego z wykorzystaniem ogólnodostępnych narzędzi do projektowania, konstruowania i wytwarzania tego typu struktur. Powstała konstrukcja kratownicowa została zaprojektowana tak, aby wytrzymywać zakres obciążeń wewnętrznych i zewnętrznych, w tym przemieszczenia i odkształcenia cieplne.

3

Variant analysis of the lock chamber construction on the example of the Krapkowice waterway stage

Czajkowski Jakub, Filipczyk Janusz, Dorada Paweł, Pietruszewski Bartłomiej, Śledziński Grzegorz

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 9

23--30

EN

This paper analyzes variant designs for a lock chamber in Krapkowice, crucial for the modernization of the Odra Waterway. It compares a traditional, massive construction with two alternatives: a chamber with a bottom plate anchored in the ground, and a structure with a cylindrical bottom plate. The analysis covers material usage and technological challenges for each variant, considering implementation costs. SOFiSTiK and Allplan BIM software were used for static-strength analysis and project documentation development.

PL

W artykule przedstawiono analizę wariantów konstrukcyjnych komory śluzy w Krapkowicach, kluczowej w modernizacji Odrzańskiej Drogi Wodnej. Porównano tradycyjną, masywną konstrukcję z dwoma alternatywami: komorą z zakotwioną płytą denną oraz obiektem o cylindrycznej płycie dennej. Analiza obejmuje zużycie materiałów i wyzwania technologiczne każdego wariantu, z uwzględnieniem kosztów realizacji. Wykorzystano oprogramowanie SOFiSTiK oraz Allplan BIM do analizy statyczno-wytrzymałościowej i opracowania dokumentacji.

4

Static modelling wooden modular construction

Dzun Michał, Miedziałowski Czesław

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 3

1--9

EN

The article systematically presents the modelling of individual stages of creating wooden modular buildings with static diagrams. Descriptions of modelling the connections of the frame and sheathing boards in elements (ceiling walls) are provided. Presented models of connections using pins and connectors in the form of nails and screws. The creation of modular structures in frame and plate systems is presented. Then, the vertical and horizontal connection between the modules in the building structure was presented. Finally, the creation of a global computational model of the structure was shown, taking into account the modelling of components (walls, floors), modules and entire buildings.

PL

W artykule przedstawiono w sposób systematyczny modelowanie schematami statycznymi poszczególnych etapów tworzenia drewnianych budynków modułowych. Podano opisy modelowania połączeń szkieletu i płyt poszycia w elementach (ściany, stropy). Zaprezentowano modele połączeń na trzpienie oraz za pomocą łączników w postaci gwoździ i wkrętów, a także tworzenie struktur modułowych w układzie szkieletowym i płytowym. Następnie przedstawiono połączenie w pionie i w poziomie między modułami w konstrukcji budynków oraz pokazano tworzenie globalnego modelu obliczeniowego konstrukcji, uwzględniając modelowanie elementów składowych (ścian, podłóg), modułów i całych budynków.

5

Resistance of corrugated web girders with openings in the light of FEM analysis

Basiński Witold, Nowak Konrad

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 6

79--90

EN

This paper presents a numerical analysis of the shear resistance tests of the corrugated web of SIN girders with opening. The analysis was carried out on seven models of girders with a web height of hw = 750 and a web thickness of 2.0 mm with a static scheme of a simply supported beam. The assumed heights of opening were 1/3 and 1/2 of the web height and from one to three opening along the length of the girder. The results of the FEM analysis were compared with the results of experimental tests of girders without openings and with available calculation methods. Based on the obtained results, a method for estimating the computational critical shear strength of the wavy web of girders with the influence of a single opening and a group of openings was presented.

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną badań nośności postaciowej falistego środnika dźwigarów SIN z otworami, którą przeprowadzono na siedmiu modelach dźwigarów, wysokości środnika hw = 750 i grubości 2,0 mm, o schemacie statycznym belki swobodnie podpartej. Przyjęto wysokość otworów stanowiącą 1/3 i 1/2 wysokości środnika oraz od jednego do trzech otworów na długości dźwigara. Wyniki analizy MES porównano z wynikami badań doświadczalnych dźwigarów bez otworów oraz dostępnymi metodami obliczeniowymi. Na podstawie uzyskanych wyników przedstawiono metodę szacowania obliczeniowej postaciowej wytrzymałości krytycznej przy ścinaniu falistego środnika dźwigarów z wpływem pojedynczego otworu oraz grupy otworów.

6

Numerical analysis and experimental studies three-layer slabs of the Hoff

Sadowska-Buraczewska Barbara, Głodkowska Wiesława

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 7

1--9

EN

The paper concerns three-layer slabs of the Hoff in terms of their use as independent slab floor elements. Three variants of the panels were analyzed, differing in the material from which the cladding and the core of the board were made. The result of the analysis was to determine the relationship between the load of the three-layer slab and its vertical displacements (deflections). The practical possibility of using the variational finite difference approach (MRS) and the finite element method (FEM) for the calculation of plate three-layer elements of the Hoff and homogeneous, isotropic plates has been demonstrated. For three variants of the plate, computer simulations were carried out using these methods and experimental verification of one of the variants was carried out. The article presents only a fragment of extensive experimental and analytical research.

PL

W artykule zaprezentowano płyty trójwarstwowe Hoffa w aspekcie zastosowania ich jako samodzielnych płytowych elementów stropowych. Przeanalizowano trzy warianty płyt z różnymi okładzinami i rdzeniem. Wynikiem analiz było określenie zależności pomiędzy wielkością obciążenia płyty trójwarstwowej a jej przemieszczeniami pionowymi (ugięciami). Wykazano praktyczną możliwość stosowania metody wariacyjnego ujęcia różnic skończonych (MRS) i metody elementów skończonych (MES) do obliczania płytowych elementów trójwarstwowych Hoffa oraz izotropowych płyt jednorodnych. Przeprowadzono symulacje komputerowe tymi metodami trzech wariantów płyty oraz dokonano weryfikacji doświadczalnej jednego z wariantów. W artykule przedstawiono tylko fragment szerokich badań doświadczalnych i analitycznych.

7

Bearing capacity of embedded strip footings

Brząkała Włodzimierz, Herbut Aneta

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 9

15--22

EN

For shallow foundations, Eurocode EC7-1 ignores the strength of the soil above the founding level thus causes an underestimation of the bearing capacity of the subsoil. Numerical FEM‑simulations were performed, both for constant (Dmax = Dmin = D) and for varied foundation depths on both sides of the strip foundation (Dmax>Dmin). It was found that the dominant role is played by the width of the foundation B (especially for B = 0.5 ÷ 1.0 m and for the depth D/B>3) as well as adhesion on the embedded foundation walls. The estimated implicit reserves in bearing capacity can be as great as 30÷70% for a non‑cohesive soil and even still greater for a cohesive soil. The situation is not so evident if the value (Dmax – Dmin)/B equals 3÷4 or more.

PL

W przypadku fundamentów bezpośrednich Eurokod EC7-1 pomija wytrzymałość gruntu powyżej poziomu posadowienia, co prowadzi do niedoszacowania nośności podłoża. Dokonano symulacji numerycznych MES, zarówno przy stałej (Dmax = Dmin = D), jak i zróżnicowanej głębokości posadowienia po obu stronach ławy (Dmax>Dmin). Stwierdzono, że dominującą rolę odgrywa szerokość ławy B (szczególnie, gdy B = 0,5 ÷ 1,0 m i zagłębienie D/B>3) oraz adhezja na zagłębionych ścianach fundamentowych. Oszacowane niejawne zapasy nośności mogą wynosić nawet 30÷70% w przypadku gruntu niespoistego i jeszcze więcej w przypadku gruntu spoistego. Sytuacja jest mniej oczywista przy wartości (Dmax – Dmin)/B równej 3÷4 i większej.

8

Analysis of unbound aggregate test results using Digital Image Correlation

Kamiński Krzysztof, Walotek Konrad, Grygierek Marcin, Bzówka Joanna

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 8

41--49

EN

Digital Image Correlation (DIC) is mainly used for testing compact surfaces and rarely used in testing unbound materials, such as materials for road bases. Testing unbound mixtures requires the use of a special stand that ensures the achievement of the appropriate shape of the unbound material being tested. For this purpose, a box with a transparent partition is required. The obtained observation results confirm the possibility of using DIC also for observing fragmented media.

PL

Cyfrowa korelacja obrazu (DIC) jest wykorzystywana przede wszystkim w warunkach laboratoryjnych do badania powierzchni jednolitych materiałów. DIC rzadko stosuje się w badaniach materiałów niezwiązanych (MN), które wymagają zastosowania specjalnego stanowiska, zapewniającego odpowiedni kształt próbki. W tym celu wymagane jest zastosowanie skrzyni o przezroczystej ścianie. Wyniki badań potwierdzają możliwość wykorzystania DIC do obserwacji ośrodków rozdrobionych i wykorzystania ich do zaawansowanych analiz.

9

Design and structural analysis of an innovative grain dryer frame with integrated mass measurement

Łykowski Wiktor, Gierz Łukasz, Berdychowski Maciej, Modrzejewska-Sikorska Anna, Javorova Juliana

Journal of KONBiN

|

2025

|

Vol. 55, iss.1

17--27

EN

Seeds of crops such as rapeseed, corn, and sunflowers require post-harvest drying for proper storage. Inadequate seed moisture leads to the development of bacteria and fungi. Excessively high seed moisture content promotes the growth of microorganisms, including bacteria and fungi, while excessively low moisture content reduces seed viability. The average moisture content of corn during harvest is up to 35%, in the case of rapeseed, 12%, and in the case of wheat – 18%, while the recommended moisture content for grain storage is 14% for corn, 6% for rapeseed, and 14% for wheat. Mobile and stationary dryers are available on the market and can be used as flow or batch dryers. The work aims to develop an innovative concept of a dryer with strain gauge measurement of the mass of dried material and to analyze the strength of its main frame. The dryers available on the market do not have scales that could control weight loss. The project included the analysis of commercialized and available solutions on the market, the development of a 3D CAD model of the entire dryer with a hopper of 8 m3, and an analysis of the strength of the dryer's main frame using the finite element method. SolidWorks was utilized for 3D modeling and the subsequent FEM strength analysis. The results of the FEM analysis demonstrate the structural integrity of the dryer, suggesting its feasibility for commercial production.

PL

Nasiona roślin uprawnych, takich jak rzepak, kukurydza i słonecznik, wymagają suszenia po zbiorach w celu właściwego przechowywania. Niewystarczająca wilgotność nasion prowadzi do rozwoju bakterii i grzybów. Z kolei nadmierna wilgotność zwiększa zawartość szkodliwych mikrotoksyn fuzaryjnych. Średnia wilgotność kukurydzy podczas zbioru wynosi do 35%, w przypadku rzepaku 12%, a pszenicy 18%, podczas gdy zalecana wilgotność do przechowywania ziarna wynosi 14% dla kukurydzy, 6% dla rzepaku i 14% dla pszenicy. Na rynku dostępne są suszarnie mobilne i stacjonarne, które mogą być wykorzystywane jako suszarnie przepływowe lub porcjowe. Celem pracy jest opracowanie innowacyjnej koncepcji suszarni z pomiarem masy suszonego materiału za pomocą tensometru oraz analiza wytrzymałości jej głównej ramy. Dostępne na rynku suszarnie nie posiadają wag umożliwiających kontrolę ubytku masy. W ramach projektu przeanalizowano dostępne i skomercjalizowane rozwiązania, opracowano model 3D CAD całej suszarni z zasobnikiem o pojemności 8 m³ oraz przeprowadzono analizę wytrzymałości głównej ramy suszarni metodą elementów skończonych. Model 3D i analiza wytrzymałościowa zostały wykonane w programie SolidWorks. Opracowana suszarnia ma dużą szansę na komercjalizację. Wyniki analizy elementów skończonych wykazują integralność strukturalną suszarki, co sugeruje, że może być komercyjnie produkowana.

10

Analiza rozkładu sił w śrubach w doczołowym połączeniu belki ze słupem

Ostrowski Krzysztof

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 3

222--229

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej wybranej konfiguracji śrubowego połączenia doczołowego belki ze słupem, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu modelu zniszczenia na wartości i rozkład sił osiowych w śrubach. Przedstawiono definicję zdolności do obrotu węzła opartą na kryterium maksymalnej wartości siły, jaką może przenieść śruba w badaniu laboratoryjnym. Dla uśrednionej maksymalnej wartości sił w śrubach (śruby M20, kl. 10.9) przyjęto współczynnik redukcyjny γBT o wartości 0,90 w celu wyeliminowania odkształceń plastycznych. Wartość siły γBT = 240 kN została przyjęta jako referencyjna do wyznaczenia kąta granicznego φu. Analizie poddano połączenie słupa o przekroju HEB500 w konfiguracji z belką o przekrojach: HEA280, HEA300, HEA320, HEA340, HEA360 oraz HEA400. W tej konfiguracji wykonano analizę numeryczną z zastosowaniem blachy czołowej o grubości tp równej 12, 15 i 20 mm. Do budowy modelu numerycznego wykorzystano wyniki uzyskane w procedurze dostrajania modeli numerycznych opartej na wieloetapowej walidacji hierarchicznej. Analiza rozkładu sił w śrubach dla trzech różnych grubości blach czołowych (20, 15 i 12 mm) pozwoliła szczegółowo ocenić wpływ sztywności węzła na efektywność przenoszenia obciążenia przez poszczególne rzędy śrub. W konfiguracjach charakteryzujących się dominującym uplastycznieniem płyty czołowej oraz znaczną rotacją sprężysto-plastyczną obserwuje się korzystną redystrybucję sił pomiędzy śrubami. Konfiguracje węzłów, które cechują się znaczną nośnością, nie wykazują dużego przyrostu zdolności obrotowej. Są to przypadki, w których decydujące znaczenie ma model zniszczenia spowodowany uplastycznieniem śrub. Wprowadzenie definicji kąta obrotu węzła na podstawie wyników laboratoryjnych badań siły granicznej w śrubie (90% średniej siły zrywającej M20 klasy 10.9, ISO 4014) umożliwiło wprowadzenie obiektywnego kryterium oceny zdolności rotacyjnej połączenia.

EN

The article presents the results of a numerical analysis of a selected configuration of a bolted end-plate beam-to-column connection, with particular emphasis on the influence of the failure model on the values and distribution of axial forces in the bolts. A definition of the joint rotation capacity is given, based on the criterion of the maximum force a bolt can sustain in laboratory testing. For the average maximum force in bolts (M20, grade 10.9), a reduction factor γBT of 0.90 was adopted to eliminate the occurrence of plastic strain. The force value γBT = 240 kN was taken as a reference for determining the ultimate rotation angle φu. The analysis involved a column with a HEB500 cross-section, connected to beams with cross-sections HEA280, HEA300, HEA320, HEA340, HEA360, and HEA400. Numerical simulations were performed using end plates with thicknesses of 12, 15, and 20 mm. The model was built based on the results of a calibration procedure involving multi-stage hierarchical validation. The force distribution in bolts was analyzed for the three different plate thicknesses (20, 15, and 12 mm), allowing for a detailed assessment of the influence of joint stiffness on the load transfer efficiency by individual bolt rows. In configurations characterized by dominant end-plate yielding and significant elastic-plastic rotation, a favorable redistribution of forces among bolts is observed. Connections that exhibit high load-bearing capacity do not show significant increases in rotation capacity. These are cases where the failure mode, governed by bolt yielding, becomes the decisive factor. The introduction of a joint rotation angle definition, based on laboratory test results of the ultimate bolt force (90% of the average failure load for M20 bolts, grade 10.9, ISO 4014), enabled the establishment of an objective criterion for evaluating the rotation capacity of the connection.

11

Analiza numeryczna efektów uderzenia pociskiem stalowym oraz lodowym na podstawie założeń normy PN-EN ISO 9806

Kozłowski Marcin, Gawron Łukasz

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 2

128--132

PL

Norma PN-EN ISO 9806 wyróżnia dwie podstawowe metody badania kolektorów słonecznych na uderzenie gradem: uderzenie kulą lodową z dużą prędkością oraz zrzut kuli stalowej z wysokości do 2 m. W artykule przedstawiono wstępnie badania porównujące efekty uderzenia kulą stalową oraz lodową w blachę stalową, które przedstawiają podstawowe różnice w badanym zjawisku. Analizę porównawczą przeprowadzono za pomocą symulacji numerycznej, stosując Metodę Elementów Skończonych oraz metodę bezsiatkową Smoothed-particle hydrodynamics, a także wykorzystując metodę explicit w oprogramowaniu Ansys LS-Dyna. W wyniku przedstawionych analiz wykazano silną konserwatywność uproszczonej metody badawczej (zrzut kuli stalowej) w stosunku do metody podstawowej (uderzenie kulą lodową z dużą prędkością). Maksymalne ugięcia blachy stalowej uderzonej kulą stalową charakteryzowały się wartościami zawyżonymi o 49% w stosunku do uderzenia pociskiem lodowym. Rozkłady naprężeń oraz odkształceń również w sposób znaczący wskazywały na silną konserwatywność uderzenia kulą stalową. Na podstawie zachowania się pocisków w czasie trwania zderzenia wywnioskowano, że główną przyczyną różnic w uzyskanych wynikach jest odmienna charakterystyka zastosowanych materiałów w zakresie rozproszenia energii kinetycznej. Pocisk lodowy wykazał silne zniszczenie w całej objętości, rozpraszając energię w procesie pękania oraz rozpadu pocisku. Pocisk stalowy wykazał wyłącznie lokalne uplastycznienie, znacząco słabiej rozpraszając energię uderzenia. Badanie odporności kolektorów słonecznych przez upuszczanie kuli stalowej jest podejściem atrakcyjnym pod kątem kosztów badań z uwagi na brak konieczności stosowania drogiej aparatury badawczej. Symulacja numeryczna wskazała jednak na znaczną konserwatywność tego podejścia, co może skutkować zaniżoną ekonomicznością projektowanych kolektorów słonecznych.

EN

The PN-EN ISO 9806 standard distinguishes two methods for testing solar collectors for hail impact: high-velocity ice ball impact and the drop of a steel ball from a height of up to 2 meters. The article presents initial studies of a comparison of the effects of steel and ice ball impacts on a steel sheet, highlighting the fundamental differences in the investigated phenomenon. The comparative analysis was conducted using numerical simulations with the Finite Element Method and the meshless Smoothed-Particle Hydrodynamics (SPH) method, employing the explicit approach in Ansys LS-Dyna software. The analyses demonstrated the strong conservatism of the simplified testing method (steel ball drop) compared to the primary method (high-velocity ice ball impact). The maximum deflections of the steel sheet caused by the steel ball impact were overestimated by 49% compared to the ice projectile impact. The stress and strain distributions also significantly indicated the strong conservatism of the steel ball impact. Based on the behavior of the projectiles during the collision, it was concluded that the main cause of the differences in the obtained results is the distinct energy dissipation characteristics of the materials used. The ice projectile demonstrated significant damage throughout its entire volume, dissipating energy through cracking and fragmentation. The steel projectile, on the other hand, showed only local plastic deformation, dissipating the impact energy much less effectively. Testing the resistance of solar collectors by dropping a steel ball is a cost-effective approach due to the absence of the need for expensive testing equipment. However, the numerical simulation indicated a significant conservatism of this approach, which may result in a reduced economic of the designed solar collectors.

12

Numerical simulation of nuclear blast wave impact on protective elements of anthropogenic structures

Kosiuczenko Krzysztof

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2025

|

Nr 1

12--22

EN

The paper presents the use of LS-DYNA software for numerical simulation of nuclear blast wave effects on protective structures. Brode's function was employed for blast wave modeling, and the Johnson-Cook material model was used to describe steel behavior. The results indicate the effectiveness of combining empirical methods with advanced numerical models in analyzing these types of phenomena.

13

New technique for sharpening ultra-thin wires for the drawing process: incremental furnace stretching

Kustra Piotr, Milenin Andrij

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 2

art. no. e153425

EN

In the wire drawing process, the wire is subjected to sharpening before each drawing. Traditional methods for sharpening wires involve one of the following techniques: crimping, grinding, rolling, chemical etching, or stretching within a furnace. Wire sharpening becomes especially difficult in the manufacture of ultra-thin wire. This study proposes and examines a novel technique for sharpening thin and ultra-thin wires through specialized stretching in a furnace. This study proposes and investigates a new technique for sharpening thin and ultra-thin wires based on stretching them in the furnace. Using a rheology-based concept of wire deformation during stretching, this study offers a substantial enhancement in the maximum attainable thinning of the wire during sharpening. Technically, this advancement is achieved by transitioning from a single-stage stretching process to an incremental one, characterized by small increments of deformation at each stage. In addition to incremental stretching, the proposed method includes simultaneous movement of the wire through a continuous micro furnace, repeated at each stage of elongation, which achieves thinning of the wire end of a given length. This study theoretically and experimentally explores further potentialities of this approach concerning the fabrication of ultra-thin wire. The findings show that the effectiveness of the proposed method strongly depends on the shape of the stress-strain curve of the wire material. For example, the conducted research demonstrated that this method is more effective for brass than for copper wire.

14

Equilibrated residual method for estimation of modelling and approximation errors in complex piezoelectric models

Zielińska Magdalena, Zboiński Grzegorz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 2

art. no. e153228

EN

The article presents the equilibrated residual method (ERM) of error estimation in coupled problems in the case of complex piezoelectric models. These models include hierarchical, first-order, and transition models within the mechanical field of displacements, as well as hierarchical models within the electric field of potential. Three (classical, modified and enhanced) transition models are considered. The paper presents a variational formulation of the model problem of general piezoelectricity in the case of complex piezoelectric models and the finite element approximation of this problem. Next, the equilibration residual method for coupled problems of piezoelectricity and complex piezoelectric models is presented. The mechanical, electric and coupled parts of the modelling, approximation and total error estimators, and true errors are given. Effectivity indices (the ratio of estimated error to true error) are used to assess the quality of error estimation in the case of three error parts and three types of error for the complex models of piezoelectric plates. The effectivity results for simple piezoelectric models and uncoupled problems of elasticity and dielectricity are applied as references.

15

Determination of wind force acting on an object in the shape of a bent pipe

Padewska-Jurczak Agnieszka, Buliński Zbigniew, Krysiński Tomasz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 1

art. no. e152706

EN

The aim of the paper is to determine the aerodynamic forces acting on a torus-shaped structure fragment at high wind velocity which are impossible to obtain from the existing standard EN 1991-1-4 (the so-called wind standard). The most important problem is the correct modeling of turbulence and laminar-turbulent transition in the conditions of flow interference resulting from the presence of other obstacles. For this reason, forces are obtained by two methods: fluid-structure interaction (FSI, force transfer) and user-defined functions (UDF). Variations of the total aerodynamic lift force of the half of the torus with angle β and velocity of wind w, and the formula for estimating the horizontal force Pz perpendicular to drag force are presented. Additionally, useful engineering parameters (such as pressure distribution and air velocity field) are determined. The forces of wind influence on two cylinders and a torus-shaped object are obtained and compared.

16

Analysis of the Deflection of Aluminum Profiles for Special Applications Using FEM

Bajor Teresa, Kułakowska A., Szkudelski S.

Archives of Foundry Engineering

|

2025

|

Vol. 25, iss. 1

5--10

EN

The study presents a numerical analysis and experimental verification of deflection of the elements of the band that forms the superstructure of a medium-sized fire-fighting and rescue vehicle. The conducted tests were aimed at the selection of the FEM numerical model enabling the identification of the strain of the structure and the determination of the state of deformation under operational loads. The numerical tool used for the analysis was the Ansys software. Based on the conducted tests, it was possible to identify the key areas of the band in which the occurrence of the highest loads is predicted. The use of a numerical solution allows for determining the safe performance level of the designed element before putting it into production. It allows, among other things, to estimate the maximum deflection of a cross-section of a given length loaded perpendicularly and parallel to the direction of extrusion. The cases analyzed in the work are important from the point of view of their application in the construction of a medium rescue and firefighting vehicle.

17

Formation of concavities on the ends of parts manufactured on CNC skew rolling mills

Pater Zbigniew, Bulzak Tomasz, Tomczak Janusz, Shu Xuedao, Xia Yingxiang

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2025

|

Vol. 25, no. 1

art. no. e8, 2025

EN

This study investigates the problem of concavity formation on the ends of parts manufactured on CNC skew rolling mills. Numerical modeling and Taguchi method were used to determine the effects of the main parameters of skew rolling (i.e., forming angle, skew angle, reduction ratio, temperature, steel grade, dimeter ratio, velocity ratio) on the depth of concavities formed on the product ends. The simulations showed that the only parameter to have a significant impact on the concavity depth was the reduction ratio. The FEM results were then used to establish equations for calculating concavity depth and allowance for excess material with concavity. For more universality, the established equations took into account the billet diameter. The experimental validation showed high agreement between the numerical and the experimental concavity depths.

18

Formulation of the critical lateral buckling moment of a steel I-beam

Derlatka Anna, Gao Shan

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2024

|

Z. 30 (180)

23--28

EN

The paper presents an analysis of the method of formulation of the critical lateral moment during buckling of an I-beam. Three methods of determining the critical moment were considered: commonly known analytical formulas, the Robot Structural Analysis Professional 2024 program and the finite element method implemented in the ADINA program. The subject of the analysis was the steel beam with a cross-section of IPE 200. Two simply supported beams were considered. The first one was loaded with a concentrated force and the second one was loaded with an evenly distributed load.

PL

Przedstawiono analizę sposobu obliczania momentu krytycznego przy zwichrzeniu belki dwuteowej. Rozważano trzy sposoby wyznaczania momentu krytycznego: powszechnie znane wzory analityczne, program Robot Structural Analysis Professional 2024 oraz metodę elementów skończonych zaimplementowaną w programie ADINA. Przedmiotem analizy była belka stalowa o przekroju IPE 200. Rozważano dwie belki swobodnie podparte. Pierwszą obciążono siłą skupioną, a drugą obciążono obciążeniem równomiernie rozłożonym.

19

Assessment of reinforced concrete beams cracking depending on the concrete class

Derlatka Anna, Jrethi Yassin Ali

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2024

|

Z. 30 (180)

29--34

EN

Cracks in reinforced concrete are a common concern that can arise from various causes such as concrete shrinkage, temperature differences, and structural loads. The aim of the study was an analysis of cracks in concrete on which the reinforcement concrete beam was made. The beam was loaded with an evenly distributed load and subjected to bending. Depending on the concrete class (C20/25, C25/30 and C30/37), the cracks in the concrete, the deflection at a load of 5.35 kN/m2 and the beam’s load-bearing capacity, i.e. the value of the load that the beam can withstand without any cracks were assessed.

PL

Pęknięcia w żelbecie są powszechnym problemem, który może wynikać z różnych przyczyn, takich jak skurcz betonu, różnice temperatur i obciążenia konstrukcyjne. Celem pracy była analiza pęknięć w betonie, z którego wykonano belkę żelbetową. Belka została obciążona równomiernie rozłożonym obciążeniem i poddana zginaniu. Analizowano trzy klasy betonu C20/25, C25/30 i C30/37. W zależności od klasy betonu oceniano pęknięcia w betonie, ugięcie przy obciążeniu 5.35 kN/m2 i nośność belki, tj. wartość obciążenia, jakie belka może wytrzymać bez pęknięć.

20

Piezoelectric disc based sensor-actuator hybrid in vibration reduction

Trojanowski Roman

Vibrations in Physical Systems

|

2024

|

Vol. 35, nr 1

art. no. 2024117

EN

This paper presents the results of comparison of vibration reduction levels between standard disc based piezo actuators and piezoelectric sensor-actuator hybrids. Modelling was done using FEM method in ANSYS software. Model consisted of a steel plate with piezo elements attached. A square based element was used as an actuator to excite plate’s vibrations. Disc based element which was either a standard homogeneous disc based actuator or a sensor actuator hybrid with 2 possible sizes of the sensor part of said hybrid. Harmonic analyses were performed for the 1st, 2nd, 4th and 5th mode shapes with the goal function being the minimalization of displacement vector sum of a number of nodes (there were 3 possible cases). Significant vibration reduction levels were obtained with no significant differences in said levels between standard actuators and sensor-actuator hybrids. Reducing the size of sensor part of sensor-actuator allowed for lower voltages needed to achieve vibration reduction levels.