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

Znaleziono wyników: 25

Liczba wyników na stronie
Strona / 2
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  energy method
Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:
Strona / 2
EN
This paper proposes theoretical and numerical approaches to scrutinize the free vibration of orthogonal stiffened cylindrical shells. According to K´arman-Donnell shell theory, the total energy of the stiffened cylindrical shells is derived. Based on the principle of minimum potential energy, the eigenfunction related to the frequency is established and solved by developing a Matlab program. Analytical solutions of the natural frequency for free vibraion of the stiffened cylindrical shells are calculated and are verified against the finite element results from ABAQUS software. On account of the observations from the parametric study, an optimization scheme of the stiffeners is proposed.
EN
In this paper, the Ritz method is developed for the analysis of thin rectangular orthotropic plates undergoing large deflection. The trial functions approximating the plate lateral and in-plane displacements are represented by simple polynomials. The nonlinear algebraic equations resulting from the application of the concept of minimum potential energy of the orthotropic plate are cast in a matrix form. The developed matrix form equations are then implemented in a Mathematica code that allows for the automation of the solution for an arbitrary number of the trial polynomials. The developed code is tested through several numerical examples involving rectangular plates with different aspect ratios and boundary conditions. The results of all examples demonstrate the efficiency and accuracy of the proposed method.
3
PL
W pracy przedstawiono porównanie wyników oceny narażenia człowieka na drgania miejscowe w przypadku zastosowania rękawic. Analizowany przypadek oceniono dwoma metodami, tzn. metodą konwencjonalną (z uwzględnieniem kryterialnego przyspieszenia drgań) i metodą energetyczną (wykorzystując wartości składników energii związanych z człowiekiem). Analizy przeprowadzono na podstawie wyników badań teoretycznych w systemie biodynamicznym człowiek - zmechanizowane narzędzie ręczne. W tym celu wykorzystano modele człowieka i rękawicy określone w normie ISO 10068:2012. Przeprowadzona analiza wykazała, że każda z metod daje inne wyniki oceny wpływu rękawic na ochronę człowieka. W artykule przedstawiono analityczne rezultaty i różnice w ocenie narażenia człowieka na drgania miejscowe otrzymane obiema metodami dla przykładowej sytuacji pracy operatora z wykorzystaniem zmechanizowanego narzędzia ręcznego.
EN
The article presents a comparison of the results of human exposure to hand-arm vibration in case of using gloves. The analyzed case was assessed by two methods, i.e., performed by conventional method (including the criterion of accelerations of vibrations) and energy method (based on the dose of energy flowing through the human during the operation of the tool). The analyzes were based on the results of the theoretical studies of biodynamics and energy flow in the human - tool system. The models of the human and the glove, specified in the ISO 10068:2012 standard, were used for this purpose. The analysis showed that results of the evaluation of the impact of gloves on human protection obtained between both methods are different. The article presents the analytical results and differences in the assessment of human exposure to hand-arm vibrations, using both methods, as an example for a situation, in which an operator works with mechanized handheld tool.
PL
W pracy przedstawiono analizę wpływu parametrów dynamicznych rękawicy na obciążenie człowieka energią wibracyjną. W tym celu opracowano model energetyczny systemu Człowiek – Rękawica – Narzędzie, w którym wykorzystano model fizyczny człowieka z rękawicą według normy ISO 10068:2012 oraz zasady energetyczne, tzn. pierwszą zasadę rozdziału mocy oraz pierwszą zasadę przepływu energii w systemie mechanicznym. Ostatecznym celem pracy było przedstawienie zastosowania całościowej metody energetycznej do poprawy przepływu energii przez system Człowiek – Rękawica – Narzędzie, który zależy tylko od właściwości rękawicy. Wyznaczony metodą numeryczną przepływ energii w strukturze dynamicznej systemu pozwolił stwierdzić, że parametry dynamiczne rękawicy antywibracyjnej, tj. masowe, tłumiące i sprężyste, wpływają na obciążenie człowieka energią wibracyjną.
EN
The aim of this work is an analysis of influence of glove parameters on the human’s energy load. The study proposed a model of the Human – Glove – Tool system. For this purpose the model of the human with the glove specified in the ISO 10068:2012 standard and energy principles, i.e. the first principle of energy flow and the first principle of power distribution in a mechanical system, were used. The aim of the study is presentation of the energy method by means of which the energy flow in the Human – Glove – Tool system can be improved. This flow depends only on the properties of the glove. The defined by numerical simulation flow of energy in the dynamic structure of the system allowed to demonstrate that dynamic parameters of the glove, i.e. coefficients of mass, damping and stiffness affect on the human’s energy load.
5
Power distribution in anti-vibration gloves
EN
The article analyses power distribution in an anti-vibration glove. The glove of interest was modelled in a biodynamic model of the Human – Glove – Tool system. The model was a combination of the human model and the glove model specified in the ISO 10068:2012 standard and the model of the vibration tool. To determine the power distribution in the glove, its energy model was developed. The power distribution in the model was determined using numerical simulation in order to show how power was distributed in the dynamic structure of the anti-vibration glove. Three kinds of powers were distinguished, which are related to forces of inertia, dissipation and elasticity. It turned out that out of the three kinds of powers identified in the anti-vibration glove, only one is dominant: namely the power of dissipation.
EN
The article continues the analysis presented in the article „Power distribution in anti-vibration gloves” [6], which described the approach adopted to construct an energy model of the Human – Glove – Tool system (H – G – T). The outcome of the analysis was the power distribution calculated only for the anti-vibration glove. This article continues the energy analysis for another subsystem of the H – G – T system – the human physical model. The energy method was also used to calculate the power distribution in its dynamic structure in order to account for interactions between the elements of the H – G – T system. The results obtained in the study indicate that the power distribution in the human physical model and in the glove model is completely different.
PL
W pracy przedstawiono strukturalny rozdział energii w rękawicy antywibracyjnej z uwzględnieniem oddziaływania człowieka. W tym celu opracowano model biodynamiczny Człowiek – Rękawica Antywibracyjna – Narzędzie. W modelu wykorzystano model dynamiczny człowieka z rękawicą antywibracyjną wg normy ISO 10068:2012. Pełny model biodynamiczny badanego systemu uzyskano na drodze syntezy tego modelu z modelem narzędzia wibracyjnego. Następnie opracowano energetyczną wersję biodynamicznego modelu badanego systemu. Metoda energetyczna umożliwia wyznaczenie trzech składników energii, które związane są z siłami: bezwładności, oporów ruchu oraz sprężystości. Wyznaczony metodą numeryczną przepływ energii w strukturze dynamicznej systemu pozwolił stwierdzić, jak rozdziela się energia w rękawicy antywibracyjnej. Otrzymane rezultaty wykazały, że w rękawicy występuje jeden dominujący rodzaj energii, tzn. energia sił strat.
EN
The article presents the structural distribution of energy in an anti-vibration glove with the account of a human. An analysis required the construction of model of a Human – Anti-vibration Glove – Tool system. The model of the human with the anti-vibration glove specified in the ISO 10068:2012 standard was used for this purpose. The final bio-dynamic model of the system was obtained by the synthesis of this model with the model of the vibrating tool. The next step in the modeling of the system was to develop a corresponding energy model for the system. Energy method allows to determine the three components of energy that are associated with the forces of inertia, dissipation and elasticity. The defined by numerical simulation flow of energy in the dynamic structure of the system allowed to show a structural distribution of energy in the anti-vibration glove. Results showed that in the glove, there is one dominant type of energy i.e. energy of dissipation.
PL
Projektując smukłe i wiotkie konstrukcje, takie jak mosty wiszące, podwieszone, łukowe oraz kładki dla pieszych wymagane są dane dotyczące dynamicznego zachowania konstrukcji. Jedna z głównych wielkości, uwzględniana w obliczeniach to parametr tłumienia drgań konstrukcji, którego odpowiednia wartość ma bezpośredni wpływ na prawidłowe zachowanie obiektu. Jednym ze stosowanych obecnie podejść w przypadku złożonych konstrukcji jest wykorzystanie metod, określających ekwiwalentny współczynnik tłumienia drgań, odnoszący się do danej postaci drgań własnych. Wśród tych metod wyróżnić można metodę kolokacyjną i metodę energetyczną. Metoda kolacyjna odnosi się do obiektów już istniejących i wymaga przeprowadzenia pomiarów drgań oraz obróbki widmowej przebiegów czasowych drgań. Metod energetyczna wymaga stworzenia modelu Mes konstrukcji i szacuje energię kinetyczną drgającego układu. Wyżej wymienione metody wykorzystano w obliczeniach poziomu tłumienia drgań dwóch konstrukcji, tj.: mostu łukowego im. Jana Pawła II w Puławach i wybranej kładki zlokalizowanej w Lublinie.
EN
While designing slim and slender structures such as cable-stayed, suspended and arch bridges and footbridges, data on the dynamic behavior of structure are required. One of the main quantities, included in the calculations, is the damping parameter of vibration of the structure whose corresponding value has a direct impact on the proper behavior of the facility. One of currently applied approaches in the case of complex constructions, is the use of methods defining the equivalent damping coefficient which refers to the given form of natural vibrations. Among these methods, the collocation method and energy method can be distinguished. The collocation method refers to the existing facilities and requires performing measurements of vibration and spectral processing of time course of vibrations. The energy method requires the creation of FEM model of construction and it estimates the kinetic energy of the vibrating system. The above-mentioned methods are used in the calculations of the damping level of vibration of two structures, i.e.: arch John Paul II Bridge in Pulawy and a footbridge located in Lublin.
PL
W artykule omówione zostało zagadnienie odporności na pękanie stalowych elementów konstrukcyjnych obiektów mostowych ze stali zgrzewnych (XIX wiek). Obiektem zainteresowań autorów były fragmenty konstrukcji stalowych hali Dworca Głównego we Wrocławiu (ozn. B) oraz przepustu kolejowego na trasie Jelenia Góra-Żagań – szlak Lwówek Śląski (ozn. A). Dokonano analiz metalograficznych wybranych elementów konstrukcyjnych. W toku przeprowadzonych badań wykazano obecność procesów degradacyjnych tych zabytkowych gatunków stali. Procesy te polegały głównie na wydzieleniach kruchych faz we wnętrzach ziaren ferrytu jak również na ich granicach. Wyznaczono właściwości mechaniczne oraz odporność na pękanie metodą całki J dla próbek pobranych z elementów Dworca Głównego we Wrocławiu. Wykazano, że odporność na pękanie – wyrażona krytyczną wartością całki J – w kierunku walcowania jest znacząco wyższa niż w kierunku poprzecznym do walcowania. Przeprowadzono także symulację komputerową inicjacji wzrostu pęknięcia. Uzyskane na drodze symulacji numerycznych (w środowisku Abaqus) wyniki dobrze korespondują z danymi doświadczalnymi krzywych J-R. Wartym odnotowania jest fakt, że każdorazowo, uzyskane wyniki (na drodze symulacji) wykazują tendencję do „przeszacowania” wartości odporności na pękanie wyrażonej w krytycznych wartościach całek J w stosunku do danych eksperymentalnych. Mimo to, uzyskane wyniki są dalece niższe od wartości krytycznych całek J charakteryzujące współczesne niskowęglowe stale konstrukcyjne (S235JR lub S355JR).
EN
The results of tests of nineteenth century structural elements from the "Dworzec Główny" Main Railway Station in Wrocław and the structural elements from the culvert located along the train line Jelenia Gora - Lwowek Slaski are presented. The presence of micro-structural degradation processes in each investigated material have been identified. The results of static ten-sile strength have been also presented. The fracture toughness (based on J integral) results and J-R resistance behavior have been discussed. The methodology for the determination of JR curves using the finite element method in Abaqus environment is presented and discussed in the numerical parts of issue.
EN
The study presents the results of theoretical investigations into lateral torsional buckling (LTB) of bi-symmetric I-beams, elastically restrained against warping at supports. Beam loading schemes commonly used in practice are taken into account. The whole range of stiffness of the support joints, from free warping to warping fully restrained, is considered. To determine the critical moment, the energy method is used. The function of the beam twist angle is described with power polynomials that have simple physical interpretation. Computer programs written in symbolic language for numerical analysis are developed. General approximation formulas are devised. Detailed calculations are performed for beams with end-plate joints. Critical moments determined with programs and approximation formulas are compared with the results obtained by other researchers and with those produced by FEM. Very good accuracy of results is obtained.
PL
Współcześnie stosowane metody projektowania elementów stalowych zmierzają do uwzględnienia szeregu parametrów poprawiających sposób odwzorowania rzeczywistych warunków pracy konstrukcji w inżynierskim modelu obliczeniowym. Jednym z istotnych parametrów jest wpływ sprężystego zamocowania przeciw spaczeniu przekrojów podporowych na moment krytyczny zwichrzenia belek. W pracy przedstawiono wyniki badań teoretycznych zwichrzenia bisymetrycznych belek dwuteowych sprężyście zamocowanych przeciw spaczeniu na podporach. Uwzględniono często występujące w praktyce schematy obciążenia. Stopień sprężystego zamocowania przeciw spaczeniu opisano współczynnikiem ε wg wzoru (3.1) [8,12] uwzględniającym sztywność sprężystego zamocowania αw wg wzoru (3.2) [8,12]. Współczynnik sprężystego zamocowania zmienia się od ε = 0 dla zupełnej swobody spaczenia, do ε = ∞ dla pełnej blokady spaczenia. W pracy wprowadzono dodatkowo bezwymiarowy wskaźnik utwierdzenia κ wg wzoru (3.3), zmieniający się od κ = 0 dla zupełnej swobody spaczenia do κ = 1 dla pełnej blokady spaczenia.
EN
In this article, some theoretical relations are derived to predict instantaneous crushing force and absorbed energy during initial fold formation in polyurethane foam-filled quadrangle tubes under the axial crushing load. Theoretical analysis is performed based on the energy method. In the theoretical analysis, crushing wavelength is considered as a constant parameter through the process and as a function of column geometrical dimensions. In the analytical calculations, interaction effects between the polyurethane foam and inner wall of quadrangle tubes are considered and a formula is presented to predict absorbed energy by the interaction effects. In the experiment part, some foam-filled specimens were prepared and axially crushed to obtain experimental diagram of crushing force versus axial displacement. Comparison of the theoretical predictions of crushing force and absorbed energy with corresponding experimental results showed a good agreement. Also, it was found that theoretical predictions by considering the interaction effects have a better correlation respect to the experiments.
12
EN
The article presents an approach to assessing human physical models specified in the ISO 10068:2012 standard. The models were compared on the basis of energy analysis, which was conducted in terms of power distribution. Since the models in question have a fully specified internal structure, the investigation focused on power distribution in the models and the total power in the system. The article provides a description of the construction and energy-based modelling of Human-Tool systems. Simulation results obtained during the study were analysed in terms of health risks posed to the tool operator.
PL
W pracy przedstawiono sposób oceny modeli fizycznych człowieka z normy ISO 10068:2012. Modele porównano metodą energetyczną, która w prezentowanym przypadku została zrealizowana w dziedzinie rozdziału mocy. Badane modele posiadają w pełni określoną strukturę wewnętrzną, dlatego zwrócono uwagę na rozdział mocy w tych modelach oraz moc globalną w całym systemie. Przedstawiono proces budowy i modelowania energetycznego systemów Człowiek – Narzędzie. Zaprezentowano również wyniki symulacji oraz powiązano otrzymane wartości z zagrożeniami dla zdrowia człowieka.
EN
This article is a continuation of the article entitled „A comparison of human physical models used in the ISO 10068:2012 standard based on power distribution – Part 1” [5], which presented a method of energybased assessment of two human physical models. The first article revealed a discrepancy between the models in terms of three types of power and the total power. The focus of the present study was to determine the order of energy inputs in the dynamic structure and link different types of power to potential threats they pose to human health. Additionally, differences between the models were discussed.
EN
A new refined shear deformation theory for the nonlinear cylindrical bending behavior of functionally graded (FG) plates is developed in this paper. This new theory is based on the assumption that the transverse displacements consist of bending and shear components, in which the bending components do not contribute toward shear forces and, likewise, the shear components do not contribute toward bending moments. The theory accounts for a quadratic variation of the transverse shear strains across the thickness, and satisfies the zero traction boundary conditions on the top and bottom surfaces of the plate without using shear correction factors. The plates are subjected to pressure loading, and their geometric nonlinearity is introduced in the strain-displacement equations based on Von-Karman assumptions. The material properties of plate are assumed to vary according to the Power law distribution of the volume fraction of the constituents. The solutions are achieved by minimizing the total potential energy and the results are compared to the classical, the first-order and other higher-order theories reported in the literature. It can be concluded that the proposed theory is accurate and simple in solving the nonlinear cylindrical bendig behavior of functionally graded plates.
PL
W niniejszym artykule zaprezentowana została nowa, udoskonalona teoria odkształcenia postaciowego dla przypadku zginania walcowego płyt wykonanych z funkcjonalnie gradientowego (FG) materiału. Teorię tę oparto na założeniu, że przemieszczenie poprzeczne jest wynikiem efektu zginania i ścinania, ale zginanie nie wpływa na siły tnące ani ścinanie na wartość momentu gnącego. Teoria wprowadza potęgową zależność czwartego stopnia odkształceń postaciowych w funkcji grubości płyty i spełnia warunek brzegowy zerowania naprężeń ścinających na zewnętrznych powierzchniach płyty bez użycia współczynników korekcyjnych. W pracy zbadano płyty poddane ciągłym obciążeniom zewnętrznym, a uwzględniona nieliniowość miała charakter geometryczny wynikający z opisu związku von Karmana pomiędzy odkształceniem i przemieszczeniem. Gradientowe właściwości materiału ujęto potęgowym rozkładem poszczególnych składników wzdłuż grubości płyty. Rozwiązania otrzymano poprzez minimalizację całkowitej energii potencjalnej przy zginaniu, a uzyskane wyniki porównano ze znanymi w literaturze rezultatami klasycznej teorii odkształcenia pierwszego oraz wyższych rzędów. Przedstawiona analiza potwierdziła, że nowo zaproponowana teoria jest dokładna i prosta w rozwiązywaniu nieliniowego problemu zginania walcowego płyt wykonanych z materiałów gradientowych.
EN
This paper presents a theoretical and experimental study on lateral compression of square and rectangular metal columns. Some theoretical relations are derived to predict the absorbed energy, the specific absorbed energy and the instantaneous lateral load during the lateral compression. Analytical relations are obtained in two stages: elastic and plastic parts. In the plastic zone, the total absorbed energy by the column is calculated, based on the energy method. Then, an analytical equation is derived to predict the instantaneous lateral load. In the elastic part, the instantaneous load is obtained by linear behavior assumption. To verify the theoretical formulas, some lateral compression tests were carried out on square and rectangular columns and the experimental results are compared with the theoretical predictions, which shows a good agreement. Also, based on the experiments, effects of geometrical dimensions and material properties of the columns on the energy absorption capability are investigated. The results show that the absorbed energy by a column increases proportional to the column length. Also, columns with the thicker wall have the higher specific absorbed energy and so, rectangular columns with the thicker wall are the better energy absorbers during the flattening process. Also, the absorbed energy increases when the length of the column edge along which the load is applied decreases. Also, it is found that the specific absorbed energy by the aluminum columns is higher than the brazen ones and therefore, flattened columns with the high ratio of the flow stress/density are the better energy absorbers.
16
Energy flow as a base of new energy approach to fatigue strength
EN
This paper deals with the question of applying a new energy method in fatigue strength. The concept of using the equations of vibrations theory and two energy principles of Dobry to describe the process of material degradation was proposed. The main idea of this approach with the indication of these features which differ it from the other energy method was presented. The way of using MATLAB/Simulink models to carry out the simulation and the general idea of real experiment were described.
17
Metody obliczeniowe w analizie stateczności skarp z osuwiskami strukturalnymi
PL
W artykule rozważano specjalny przypadek budowy skarpy i typu osuwiska, z obecnością strukturalnych powierzchni osłabień i translacyjnym mechanizmem niestabilności. Analizie poddano przypadek rzeczywistej skarpy, w której powstało osuwisko podczas robót ziemnych w przekopie drogowym. Przekop przebiegał w terenie zaburzeń glacitektonicznych (np. fałdów). Wykorzystano różne techniki analizy stateczności skarp. Rezultaty obliczeń z zastosowaniem klasycznych metod równowagi granicznej, opartych na założeniu cylindrycznej powierzchni poślizgu (metody: Felleniusa, Bishopa i Spencera), porównano ze współczynnikami stateczności obliczonymi według metod Sarmy oraz Spencera dla dowolnych powierzchni poślizgu. Ponadto określono współczynnik bezpieczeństwa i mechanizm zniszczenia w obliczeniach numerycznych metodą elementów skończonych dla ośrodków sprężysto-plastycznych.
EN
In the paper the special case of slope structure and landslide type, with some structural weakness surface and translational instability mechanism, has been considered. The real example of the slope, which has failed during earthworks in road cuts in the area of glacitectonic disturbances (e.g. folds), has been analyzed. Several techniques of slope stability analysis have been applied. The results of application of conventional limit equilibrium methods, based on the assumption of rotational failure mode (Fellenius - Swedish method, Bishop's and Spencer's methods) have been compared to the values of factors of safety calculated by Sarma's and Spencer's methods for arbitrary sliding surfaces. Additionally, factor of safety and failure mechanism received from numerical computations based on elasto-plastic models of Finite Element Method has been examined.
18
Algorithms for the estimation of fatigue crack growth using energy method
EN
A new method of producing kinetic fatigue failure diagrams (KFFD) has been developed by the authors on the basis of experimental results obtained from the study of the hysteresis loop area. For experimental verification of KFFD the results of fatigue crack propagation studies for 41Cr4 (40H) and S355JR (18G2A) steels have been used. Two kinds of kinetic fatigue failure diagrams have been produced. In the first diagram (the classic one), the stress intensity factor K that characterizes the intensity of deformation in the precrack zone ahead of a crack tip was used for building the diagram. In the second diagram (the new one), energetic parameter [...] that corresponds to the searched energy dissipation of deformation was applied. In contrast to the [...] – Kmax diagrams, in the [...] diagrams obtained for a given range of the crack growth rate no difference in failure kinetics has been found. It means that the energetic parameter [...] describes fatigue crack growth rate regardless of stress ratio R in opposition to the force factor Kmax.
PL
Na podstawie wyników pomiaru pola pętli histerezy energii odkształcenia próbki ze szczeliną typu compact w procesie cyklicznego obciążenia przedstawiono nową metodę budowania kinetycznych wykresów zmęczeniowego pękania. Do weryfikacji doświadczalnej wykorzystano wyniki badania rozwoju szczeliny zmęczeniowej w stali S355JR (18G2A) i 41Cr4 (40H). Analizowano wpływ współczynnika asymetrii cyklu w opisie klasycznym i proponowanym przez autorów. Wykresy klasyczne wykonano wykorzystując współrzędne [...] Kmax. Drugi rodzaj wykresow wykorzystuje parametr energetyczny [...] odpowiadający dyssypacji energii odkształcenia probki. W przeciwieństwie do wykresow [...]. Kmax, na wykresach [...] otrzymanych dla danego zakresu prędkości rozwoju pęknięcia szczeliny, nie zaobserwowano różnic w kinetyce pękania. Oznacza to, że w odróżnieniu od siłowego parametru Kmax parametr energetyczny [...]opisuje prędkość zmęczeniowego rozwoju szczeliny, niezależnie od współczynnika asymetrii cyklu R.
19