Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 2829

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 142 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  metoda elementów skończonych
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 142 next fast forward last
3
Content available Analiza układów z tłumieniem wewnętrznym
PL
Omówiono zagadnienie zapisu tłumienia materiałowego w układach fizycznych w przypadku sformułowania równań ruchu w postaci macierzowej (np. za pomocą metody elementów skończonych) i dla układów ruchowych (mechanizmy, układy wirujące). Sformułowano model zapisu macierzy tłumienia materiałowego w przypadku uwzględnienia wzajemnej zależności między ruchem drgającym a ruchem zadanym układu. Jako przykład ilustrujący wpływ tłumienia na drgania członów mechanizmu rozpatrzono układ korbowo-wodzikowy mający zastosowanie w maszynach w wielu gałęziach przemysłu.
EN
The problem of modelling material damping in phys. systems was discussed in the case of formulating the equations of motion in the matrix form (used e.g. in finite element method) and for motion systems (mechanisms, rotating systems). A model of material damping matrix was formulated in the case of taking into account the mutual dependence between the vibration motion and global mechanism motion. In order to assess the effect of damping on vibration of mechanical members, a slider crank mechanism was considered.
PL
Niniejsza praca jest omówieniem fragmen- tów rozprawy doktorskiej autorki. Przedstawia ideę połączenia opisu analitycznego z metodą elementów skończonych poprzez uogólnioną macierz impedancji. Przedsta- wione zostały analizy dwóch struktur z wykorzystaniem metody hybrydowej, które wraz z porównaniem względem innych metod stanowią potwierdzenie zasadności prezentowanego podejścia.
EN
This work is a discussion of fragments of the author’s doctoral dissertation. It presents the idea of combining analytical description with the finite element method through a generalized impedance matrix. Analyzes of two structures using a hybrid method are presented, which, together with a comparison to other methods, confirms the validity of the presented approach.
PL
Artykuł omawia kluczową rolę homogenizacji w predykcji nośności opakowań z tektury falistej, podkreślając metody i techniki stosowane w tym procesie. Homogenizacja pozwala na uproszczenie złożonej struktury tektury falistej, co prowadzi do zwiększenia efektywności obliczeń i precyzyjniejszej predykcji wytrzymałości. Przegląd przedstawia różnorodne metody homogenizacji, takie jak: metoda Voigta-Reussa-Hill, Mori-Tanaki, metoda samouzgodniona oraz ich zastosowanie w modelowaniu właściwości mechanicznych. W pracy omówiono także zastosowanie metod numerycznych, w tym metody elemen tów skończonych (MES), które porównano z metodami eksperymentalnymi. Praktyczne zastosowania homogenizacji zilustrowano za pomocą studiów przypadków, ukazując korzyści w projektowaniu i optymalizacji opakowań. Przegląd wskazuje również na obecne wyzwania i przyszłe kierunki badań, podkreślając znaczenie wyników dla przemysłu opakowaniowego, zwłasz cza w kontekście poprawy wytrzymałości, efektywności materiałowej oraz optymalizacji kosztów produkcji.
EN
This article discusses the crucial role of homogenization in predicting the load-bearing capacity of corrugated board packaging, emphasizing the methods and techniques used in this process. Homogenization simplifies the complex structure of corrugated board, leading to increased com putational efficiency and more precise strength predictions. The review presents various homogenization methods, such as the Voigt-Reuss-Hill, Mori-Tanaka, and self-consistent methods, and their application in modeling mechanical properties. The article also discusses the use of numerical methods, including the finite element method (FEM), and compares them with experimental methods. Practical applications of homogenization are illustrated through case studies, highlighting the benefits in the design and optimization of packaging. The review also identifies current challenges and future research directions, emphasizing the importance of the results for the packaging industry, particularly in terms of improving strength, material efficiency, and production cost optimization.
PL
W artykule przedstawiono problem właściwego odzwierciedlenia w modelowaniu komputerowym z wykorzystaniem elementów prętowych, drewnianych schodów spiralnych jako elementów z belek drewnianych ułożonych wzajemnie na sobie. Podano sposób rozwiązania tego zagadnienia przez autorów artykułu na przykładzie dyplomowej pracy inżynierskiej pt.: „Projekt wieży widokowej o konstrukcji drewnianej” [1] wykonanej przez autorkę artykułu.
EN
The article presents the problem of proper representation, in computer modelling using bar elements, of wooden spiral stairs as elements made of wooden beams stacked on top of each other. The method of solving this issue by the authors of the article is presented on the example of the engineering diploma thesis titled: „Design of an observation tower with a wooden structure” [1] prepared by the author of the article.
PL
W pracy przedstawiono model numeryczny belki zespolonej stalowo-OSB. Belka została zbudowana z cienkościennych blach stalowych usztywnionych za pomocą płyt OSB. Oceniono wrażliwość modelu numerycznego na rodzaj elementów skończonych oraz ich rozmiar. Stwierdzono, że najbardziej korzystnym rozwiązaniem jest zastosowanie modelu zbudowanego z 27-węzłowych elementów skończonych o średnim rozmiarze oczka siatki wynoszącym 10 mm. Po walidacji modelu z wynikami badań eksperymentalnych oceniono, że opracowany model numeryczny belki zespolonej może być wykorzystany do gromadzenia danych służących do predykcji nośności belki za pomocą technik uczenia maszynowego.
EN
The paper presents a numerical model of a steel-OSB composite beam. The beam was made of thin-walled steel sheets stiffened with OSB. FEM numerical calculations were performed using the ADINA System. The sensitivity of the numerical model to the type of finite elements and their size was assessed. It was found that the most advantageous solution is the use of the model built of 27-node finite elements with an average mesh size of 10 mm. After validation of the model with the results of experimental research, it was assessed that the developed numerical model of the composite beam can be used to collect data for predicting the load-bearing capacity of the beam using machine learning techniques.
EN
This article presents a comprehensive improvement in the experimental analysis of cracking processes in smooth and sharp V-notched samples taken from gas transport pipelines, utilizing the acoustic emission (AE) method. The research aimed to establish a robust correlation between the failure mechanisms of uniaxially tensile samples and the distinct characteristics of AE signals for enhanced quality management in pipeline integrity. The study encompassed materials from two different straight pipe sections, encompassing both long-term used materials and new, unused materials. Through the application of the k-means grouping method to AE signal analysis, we achieved the identification of AE signal parameters characteristic of various stages of the material destruction process. This advancement introduces a significant improvement in monitoring and managing the operational safety of pipeline networks, offering a methodology that leverages advanced acoustic emission signal analysis. The outcomes present significant implications for the pipeline industry by proposing methods to enhance safety systems and more effectively manage the integrity and quality of gas infrastructure.
9
EN
The subject of the publication is the research of a prototype of a one-way fuel system valve manufactured using the additive technique. The valve design was developed in the CAD environment in the aspect of manufacturing the model using the additive technique. The models were subjected to numerical analysis of stress distribution using the finite element method FEM in order to confirm the dimensional, shape and material conditions. The manufacturing process was developed using the thermoplastic modeling technique FFF (Fused Filament Fabrication) from two commonly used model materials, i.e. PLA and ABS. The physical models were subjected to bench tests. Based on the numerical analysis of FEM and experimental tests based on the manufactured prototypes, the specified assumptions were confirmed.
PL
Przedmiotem publikacji są badania prototypu jednokierunkowego zaworu instalacji paliwowej wytwarzanego techniką przyrostową. Opracowano konstrukcję zaworu w środowisku CAD w aspekcie wytworzenia modelu techniką przyrostową. Modele poddano numerycznej analizie rozkładu naprężeń metodą elementów skończonych MES celem potwierdzenia uwarunkowań wymiarowo kształtowych i materiałowych. Opracowano proces wytwarzania techniką modelowania tworzywem termoplastycznym FFF (ang. Fused Filament Fabrication) z dwóch powszechnie wykorzystywanych materiałów modelowych, tj. PLA i ABS. Modele fizyczne poddano badaniom stanowiskowym. Na podstawie analizy numerycznej MES oraz badań doświadczalnych w oparciu o wytworzone prototypy potwierdzono sprecyzowane założenia.
EN
A very common reason for the loss of stability of slopes is water pressure resulting from weather conditions or changes in water filtration in the ground. The force resulting from these pressures is usually one of the main factors initiating the loss of stability. Stability is also influenced by changes in the water level in the slope after heavy rains. Stability taking into account the impact of water can be simulated using the finite element method using the c – φ reduction method.
PL
Bardzo częstym powodem utraty stateczności skarp i zboczy jest ciśnienie wody pojawiające się wskutek warunków atmosferycznych lub zmiany filtracji wody w podłożu. Siła będąca skutkiem tego ciśnienia przeważnie stanowi jeden z głównych czynników inicjujących utratę stateczności, na którą ma wpływ również zmiana poziomu wody w zboczu po wystąpieniu ulewnych deszczy. Stateczność z uwzględnieniem oddziaływania wody można symulować metodą elementów skończonych, stosując metodę redukcji c – φ.
EN
The article presents a numerical modeling approach that utilizes the Finite Element Method (FEM) to simulate the solidification process of a casting in a mold. The study takes into account the local width of the air gap at each computational point on the interface between the casting and the mold. The developed numerical model provides a detailed understanding of the heat transfer between the casting and the mold during the solidification. The study shows that the air gap with variable width has a significant impact on the solidification process, affecting the cooling rate and the formation of the solidified region.
PL
W artykule zaprezentowano badania doświadczalne i analizy numeryczne przegród w zabudowie szkieletowej. Przedmiotem analizy były elementy badawcze reprezentujące fragment przegrody składającej się z profili stalowych zimnogiętych oraz okładzin gipsowo-kartonowych. Przeprowadzono test wytrzymałości w układzie czteropunktowego zginania, w którym rejestrowano ciągły zapis obciążenia od przemieszczenia elementu. Badania prowadzono do momentu zniszczenia. Następnie opracowano model obliczeniowy bazujący na metodzie elementów skończonych (MES), odwzorowujący doświadczenie. Wyniki badań uzyskane w doświadczalnym teście wytrzymałościowym porównano z wynikami uzyskanymi w analizie numerycznej. Przeprowadzona walidacja modelu numerycznego wykazała dużą zgodność w zakresie charakterystyki obciążenia od przemieszczenia. Zastosowanie analiz numerycznych stanowi alternatywę dla czasochłonnych badań doświadczalnych przy szacowaniu przemieszczeń przegród w zabudowie szkieletowej.
EN
The article presents experimental research and numerical analysis of a building partition in frame construction. The subject of the analysis were sections of the building partition consisting of cold-bent steel profiles and plasterboard cladding. The experiment was carried out using a four-point bending test and recording a continuous load-displacement curve until failure. Next, a computational model based on the finite element method was developed to simulate the experiment. The results from the experimental tests were then compared with that obtained from the numerical analysis. The validation of the numerical model demonstrated a high level of agreement in terms of load-displacement characteristics. The use of numerical analyses provides an alternative to time-consuming experimental tests for estimating displacements of building partitions in frame construction.
EN
The present work is a contribution to the study of the effects of temperature on vibrations and stability of laminated composite plates using the finite element method. Thus, a DMQP/ml bending finite element with 4 nodes and 3 degrees of freedom based on the first order shear theory is extended to consider the effects of temperature on vibration and stability of laminated composite plates. The effect of the dependence of material properties on temperature as well as the effect of the of thermal stresses on the natural frequencies of laminated plates are studied simultaneously. A parametric study was carried out to highlight the effect of certain parameters on the vibration behavior of the laminated plates. The study showed that in most cases, the natural frequencies of vibration decrease with the increase in temperature. On the other hand, if the temperature inflicted on the plate coincides with the critical buckling temperature, the natural frequencies tend towards zero. Moreover, based on experimental data, this paper presents a study of the effect of temperature on the vibration behavior of a laminated T300/5208 Graphite/Epoxy plate. The study showed that temperature significantly changes the properties of the materials as well as the vibration behavior of the plate.
EN
This research paper applies the finite element method as a methodology to evaluate the structural performance of nonlinear viscoelastic solids. A finite element algorithm was built and developed to simulate the mathematical nonlinear viscoelastic material behavior based on incremental constitutive equations. The derived Equation of the incremental constitutive included the complete strain and stress histories. The Schapery’s nonlinear viscoelastic material model was integrated within the displacement-based finite element environment to perform the analysis. A modified Newton-Raphson technique was used to solve the nonlinear part in the resultant equations. In this work, the deviatoric and volumetric strain–stress relations were decoupled, and the hereditary strains were updated at the end of each time increment. It is worth mentioning that the developed algorithm can be effectively employed for all the permissible values of Poisson’s ratio by using a selective integration procedure. The algorithm was tested for a number of applications, and the results were compared with some previously published experimental results. A small percentage error of (1%) was observed comparing the published experimental results. The developed algorithm can be considered a promising numerical tool that overcomes convergence issues, enhancing equilibrium with high-accuracy results.
EN
In the present work, the finite element method was used to investigate residual stresses in multi-material systems during fabrication. A three-dimensional numerical model was designed to examine the impact of defects at the metal-ceramic interface. Additionally, this model facilitates the analysis of crack behavior originating in ceramic materials. The study extends its scope to explore the effects of crack-interface interaction, crack-defect interaction, and crack size on stress intensity factors.
EN
Direction-splitting implicit solvers employ the regular structure of the computational domain augmented with the splitting of the partial differential operator to deliver linear computational cost solvers for time-dependent simulations. The finite difference community originally employed this method to deliver fast solvers for PDE-based formulations. Later, this method was generalized into so-called variational splitting. The tensor product structure of basis functions over regular computational meshes allows us to employ the Kronecker product structure of the matrix and obtain linear computational cost factorization for finite element method simulations. These solvers are traditionally used for fast simulations over the structures preserving the tensor product regularity. Their applications are limited to regular problems and regular model parameters. This paper presents a generalization of the method to deal with non-regular material data in the variational splitting method. Namely, we can vary the material data with test functions to obtain a linear computational cost solver over a tensor product grid with non-regular material data. Furthermore, as described by the Maxwell equations, we show how to incorporate this method into finite element method simulations of non-stationary electromagnetic wave propagation over the human head with material data based on the three-dimensional MRI scan.
EN
Additive manufacturing (AM) technologies have been gaining popularity in recent years due to patent releases – and in effect – better accessibility of the technology. One of the most popular AM technologies is fused deposition modeling (FDM), which is used to manufacture products out of thermoplastic polymers in a layer-by-layer manner. Due to the specificity of the method, parts manufactured in this manner tend to have non-isotropic properties. One of the factors influencing the part’s mechanical behavior and quality is the thermoplastic material’s bonding mechanism correlated with the processing temperature, as well as thermal shrinkage during processing. In this research, the authors verified the suitability of finite element method (FEM) analysis for determining PET-G thermal evolution during the process, by creating a layer transient heat transfer model, and comparing the obtained modelling results with ones registered during a real-time process recorded with a FLIR T1020 thermal imaging camera. Our model is a valuable resource for providing thermal conditions in existing numerical models that connect heat transfer, mesostructure and AM product strength, especially when experimental data is lacking. The FE model presented reached a maximum sample-specific error of 11.3%, while the arithmetic mean percentage error for all samples and layer heights is equal to 4.3%, which the authors consider satisfactory. Model-to-experiment error is partially caused by glass transition of the material, which can be observed on the experimental cooling rate curve after processing the temperature signal.
PL
Oddziaływanie temperatury w ciągu doby powoduje istotne zmiany w odkształcaniu się płyt betonowych wbudowanych w nawierzchnie drogowe. W związku z rozszerzalnością termiczną oraz nierównomiernym oddziaływaniem temperatury, płyta betonowa odkształca się w ciągu doby w zależności od różnych warunków jej posadowienia. Związane jest to z różnymi typami warstw oraz stanem podłoża, na którym spoczywa płyta. W Polsce, z uwagi na częste zmienne warunki pogodowe, nawierzchnie betonowe poddawane są cyklicznym oraz zróżnicowanym odziaływaniom termicznym w ciągu roku i doby. W artykule przeanalizowano wpływ różnych warunków podparcia płyty na stan przemieszczeń i naprężeń w analizowanym układzie warstwowym. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w zależności od zmiennej temperatury dobowej z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Z obliczeń wynika, że na skutek dobowych zmian temperatury w obszarze szczelin poprzecznych w podbudowie mogą pojawić się skumulowane przemieszczenia pionowe oraz naprężenia rozciągające prowadzące do uszkodzenia nawierzchni. Wykazano, że stosowanie sztywnych podbudów prowadzi do powstawania większych naprężeń rozciągających w płycie niż dla podbudów podatnych. Natomiast w podbudowach podatnych o małym module sztywności i dodatkowo o małej grubości będą pojawiać się skumulowane przemieszczenia. Pokazano wpływ zmiany wartości modułów i podłoża na wartości termicznych naprężeń rozciągających w płycie betonowej. Stwierdzono, że nawet niewielka zmiana grubości płyty w zakresie 5 cm w specyficznych warunkach może powodować zmiany w odkształceniach i naprężeniach. Przeprowadzone analizy mogą być pomocne przy projektowaniu nowych nawierzchni betonowych jak również ocenie nośności nawierzchni istniejących spoczywających na różnorodnych podłożach.
EN
The impact of temperature over the course of a day causes significant changes in the deformation of concrete slabs embedded in road pavements. Due to thermal expansion and uneven temperature effects, a concrete slab deforms over the course of a day depending on the different conditions of its foundation. This is related to the different types of layers and the condition of the substrate on which the slab rests. In Poland, due to frequent changing weather conditions, concrete pavements are subjected to cyclic and varying thermal actions throughout the year and day. This paper analyzes the effect of different slab support conditions on the state of displacements and stresses in the analyzed pavement system. Numerical calculations were carried out as a function of varying diurnal temperature using the Finite Element Method (FEM). The calculations show that due to diurnal temperature changes, cumulative vertical displacements and tensile stresses leading to pavement failure can occur in the area of transverse cracks in the substructure. It has been shown that the use of rigid substructures leads to higher tensile stresses in the slab than for susceptible substructures. On the other hand, cumulative displacements will occur in susceptible substructures with a low modulus of stiffness and, in addition, a low thickness. The effect of changing modulus and substructure values on the values of thermal tensile stresses in a concrete slab is shown. It was found that even a small change in slab thickness in the range of 5 cm under specific conditions can cause changes in deformations and stresses. The analyses carried out can be helpful in designing new concrete pavements as well as in evaluating the load-bearing capacity of existing pavements resting on a variety of substrates.
20
Content available Characteristics of polymer ring springs
EN
Purpose: The article presents a procedure for modelling and analysing a model system of ring and cone springs, in their particular material solution, using selected polymeric materials. Design/methodology/approach: Subsequently, physical and mathematical models were presented, allowing the formulation of general design assumptions for the target products. The material models made were subjected to experimental tests to evaluate the correctness of the analytical models. Commercially available types of pure polyethylene and polypropylene were used as materials for machined parts based on catalogue properties. The material models were tested under variable static and periodically varying dynamic loads. The constructed finite element model was subjected to verification of the compatibility of the results of the numerical analysis with the results of simple experiments in order to assess the correctness of the model. Practical implications: The correctness and adequacy of the computational model, confirmed in terms of simple load cases, will allow extending the scope of numerical simulation studies to systems that differ in material and geometric design features. Originality/value: The performed studies have proved the advisability of using polymeric materials in the area of the design of ring springs. It allows for the significant expansion of the area of static and dynamic characteristics, which opens new fields of application for similar solutions. Due to the developed and verified numerical model, it becomes possible to analyse similar structural elements in terms of materials and geometry. In particular, interesting results can be expected if the research area is extended to composite materials. Also, the specific properties of plastics make it possible to expand the rationale field for similar systems. The prices of the tested materials and, above all, the cost of processing in the presented structural solutions are competitive in cases where it is possible to obtain similar technical characteristics as steel structures. In addition, a wide range of design requirements can be met exclusively by polymer or composite springs. The tools presented here open up new possibilities for computer-aided design processes.
first rewind previous Strona / 142 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.