Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Mieszane modelowanie MES i optymalizacja dźwigarów naczep transportowych

100%

Szybiński B. , Piechnik R.

|

2009

|

tom Z. 12

159-160

PL

Ramy nośne naczep pojazdów ciężarowych posiadają złożona przestrzenną konfigurację i poddane są obciążeniu przestrzennym układ obciążeń zewnętrznych, które wywołują złożony stan naprężenia w ich cienkościennych panelach. Na ich podstawie szacuje się globalny stan wytężenia konstrukcji. Zasadniczą niedogodnością modelu cienkościennego jest brak możliwości efektywnego określenia koncentracji naprężeń w załomach połączonych ze sobą płaskich paneli. Autorzy proponują więc zastosowanie podejścia mieszanego do problemu modelowania i optymalizacji cienkościennej ramy nośnej naczepy. Polega ono na lokalnym wprowadzeniu bryłowego (trójwymiarowego) modelu w miejscach załomów połączonych paneli. Podejście takie pozwala w pełni odzwierciedlić lokalny kształt załomu, a analizowany obiekt z wystarczająca dokładnością opisuje zachowanie się rzeczywistej konstrukcji. Prezentowana na rysunku 1 rama jest obiektem o złożonej geometrii, składającym się z dwóch dwuteowych podłużnie (długość 9400[mm]) o zmiennej wysokości (od 230[mm] do 450[mm]). Grubości półek podłużnicy wynoszą odpowiednio 10 [mm] dla górnej półki i 8 [mm] dla dolnej półki, a grubość środnika jest równa 8 [mm]. Szerokość pasa górnego i dolnego wynosi 150[mm]. Podłużnice są ze sobą połączone (elementy od 1 do 9) za pomocą kątowników, ceowników, profili o przekroju skrzynkowym, tarcz i płyt. Konstrukcję ramy poddano działaniu dwóch typów obciążeń, charakterystycznych dla eksploatacji ramy - rozpędzania i hamowania obciążonej naczepy oraz podnoszenia maksymalnie obciążonej skrzyni ładunkowej w czasie postoju. Wykorzystując moduł PDS (Probabilistic Design of Systems) programu ANSYS przeprowadzono analizę wrażliwości konstrukcji z uwagi na zmiany wymiarów poszczególnych elementów. Do finalnej optymalizacji wybrano trzy najistotniejsze parametry - grubości pasów górnego i dolnego podłużnie oraz grubość środnika. W jej wyniku ciężar konstrukcji zmniejszono o 8%. Zastosowanie w obliczeniach proponowanego modelu mieszanego nieznacznie wydłużyło czas generacji i obliczeń modelu w pojedynczej pętli optymalizacji (w porównaniu z podejściem 2D) jednak czas otrzymania finalnego rozwiązania mieścił się w akceptowalnym z inżynierskiego punktu widzenia przedziale.

2

Numeryczne i analityczne zagadnienia trwałości zmęczeniowej łożysk tocznych

100%

Romanowicz P. , Szybiński B.

|

tom z. 83

213--223

PL

Celem artykułu jest opracowanie algorytmu służącego do oceny trwałości zmęczeniowej typowych łożysk tocznych. Proponowane podejście wykorzystuje uznane hipotezy wieloosiowego zmęczenia materiału stosowane w obliczeniach inżynierskich. W pierwszej części pracy porównano rozwiązania teoretyczne i numeryczne wybranych problemów kontaktowych charakterystycznych dla współpracy elementów tocznych w łożyskach tocznych. Rozwiązania numeryczne zostały uzyskane za pomocą systemu MES ANSYS. Następnie podano propozycję algorytmu służącego do oszacowania trwałości zmęczeniowej. Oszacowane na podstawie proponowanego algorytmu wartości trwałości zmęczeniowej porównano z wartościami podanymi w katalogu łożysk.

EN

The aim of the work is to create an algorithm of fatigue life prediction for typical rolling bearings. The proposed approach makes use of various, well established hypothesis for multiaxial fatigue applied in engineering calculations. In the first part of the work the theoretical solutions for different contact problems are compared with the numerical ones. The respective numerical results are obtained with the use of finite element modelling (ANSYS software). Then, an algorithm for fatigue life prediction is demonstrated. The results of the proposed analysis are compared with those given in rolling bearings catalogue.

3

Investigations of strength and leak tightness of wave-ring gaskets

100%

Trojnacki A. , Szybiński B.

|

tom Y. 112, iss. 4-M

143--163

EN

The paper deals with stress-strain analysis and estimation of leak tightness of wave-ring gaskets. The investigations are carried out using the simplified analytical approach. A cylindrical shell of constant mean thickness is introduced to simulate the gasket. It is assumed that the shell is simply supported at the inner surface of the seat. The influence of certain geometric and assembly parameters on the strength and leak tightness of the closure is analytically investigated. The results are presented in dimensionless variables in order to generalise the conclusions. The analytical solution is verified by FEM calculations and compared with the experimental results.

PL

W artykule przedstawiono analizę wytrzymałościową oraz ocenę szczelności uszczelek dwufalistych (typu „B”). W rozważaniach wykorzystano uproszczone podejście analityczne. Uszczelka została zamodelowana powłoką cylindryczną o stałej grubości, podpartą obwodowo na wewnętrznej powierzchni gniazda. Badano wpływ niektórych geometrycznych i montażowych parametrów złącza na wytrzymałość uszczelki oraz szczelność połączenia. W celu uogólnienia wyników zostały one przedstawione w funkcji zmiennych bezwymiarowych. Wyniki rozwiązania analitycznego zostały zweryfikowane za pomocą MES i porównane z wynikami badań doświadczalnych.

4

Doświadczalna weryfikacja obliczeń wytrzymałościowych metalowej uszczelki typu B

100%

Szybiński B. , Trojnacki A.

|

tom nr 7-8

50-57

5

Model obliczeniowy metalowej wysokociśnieniowej uszczelki typu "B"

80%

Ryś J. , Szybiński B. , Trojnacki A.

|

tom R. 103, z. 11-M

63-87

PL

Rozłączne zamknięcia z uszczelkami typu "B" są znane od dawna. Pierwsze zastosowania w konstrukcji aparatury wysokociśnieniowej zanotowano ponad 70 lat temu. Należy jednak zwrócić uwagę, że w odróżnieniu od innych typowych połączeń (np. kołnierzowo-śrubowych), w literaturze można znaleźć stosunkowo niewiele teoretycznych i doświadczalnych opracowań na temat połączeń z uszczelką typu .B"- Brak również sformalizowanych procedur doboru takich uszczelek. Wobec tego geometryczne i fizyczne parametry połączenia w konkretnym zastosowaniu przyjmuje się raczej intuicyjnie niż na podstawie odpowiednich zaleceń, wynikających z obliczeń wytrzymałościowych. W niniejszym artykule przedstawiono i przeanalizowano kilka modeli obliczeniowych metalowej uszczelki typu "B", przeznaczonej do pracy w wysokociśnieniowych zbiornikach i rurociągach. Do obliczeń uszczelka została zamodelowana osiowo-symetryczną powłoką walcową, podpartą lokalnie na wewnętrznej cylindrycznej powierzchni gniazda połączenia. Po rozwiązaniu klasycznych równań różniczkowych, opisujących zachowanie się uszczelki pod obciążeniem, otrzymano rozkłady ugięć, sił i momentów wewnętrznych wzdłuż szerokości uszczelki. Na ich podstawie sporządzono rozkłady naprężeń i wytężenia materiału uszczelki na jej szerokości. Wyniki obliczeń zamieszczono dla wybranej, technicznie uzasadnionej geometrii połączenia oraz ustalonego ciśnienia i porównano z numerycznym podejściem z zastosowaniem MES. Praca jest kontynuacją wykonanej wcześniej przybliżonej analizy analogicznego uszczelnienia. Celem pracy jest wybór prostego i dobrze zweryfikowanego modelu obliczeniowego, który mógłby zostać zastosowany do opracowania stosownych przepisów i procedur doboru cech konstrukcyjnych uszczelek typu "B".

EN

The wave-ring gasket is a certain type of self-sealing gaskets in moderate use for very high pressure chemical equipment. Pressure is exerted on the entire inner surface, forcing a seal on the two outer radii of the working surface. The gasket is manufactured slightly oversized, so that an interference fit is obtained in the seat. The gasket is usually made of soft steel while the seat is hardened. No external force need be brought to bear on the closure for the purpose of effecting the seal. Temporary closures with wave-ring gaskets were developed several years ago. Nevertheless, no procedures exist which can be applied in design projects of the gaskets. Actually, dimensions of wave-ring gaskets, their material and the initial interference vary quite widely and depend in general on the applied pressure, although the joints function properly. In each individual case of technical application a set of expensive and time-consuming calculations must be carried out. The paper deals with the stress-strain analysis of the wave-ring gasket. Several analytical computational models of the closure are presented in the paper. The investigations are carried out in order to select a simply one but sufficiently precise, which could be applied in engineering calculations. The results of the analytical approach are compared with the results of the FEM calculations, which take into account the linear hardening of the material, friction and contact effects.

6

Optymalizacja złożonych rurociągów przy zastosowaniu systemu MES - ANSYS

80%

Łaczek S. , Szybiński B. , Zieliński A.

|

tom z. 69

161-170

PL

Projektowanie złożonych rurociągów przestrzennych jest zadaniem dość skomplikowanym, a rozmaitość zastosowań przemysłowych utrudnia wprowadzenie ogólnego algorytmu postępowania. Ścisłe wymogi dotyczące bezpieczeństwa narzucają z kolei konieczność dostosowania się przez projektanta do zależności i reguł podanych w stosownych przepisach. Na ich bazie opracowano szereg rozbudowanych programów komputerowych ułatwiających projektowanie rurociągów z uwagi na ich topologię jak i wytrzymałość. Aplikacje tego typu wydatnie usprawniają pracę inżyniera, niemniej jednak nie uwzględniają wszystkich aspektów analizy, a otrzymane konfiguracje rur nie są zazwyczaj optymalne. Autorzy proponują pewien tok postępowania bazujący w dużym stopniu na wykorzystaniu komercyjnego pakietu MES - ANSYS. Na przykładzie typowego przestrzennego układu rur zilustrowano proponowaną procedurę.

EN

Design of complex 3D pipelines is a complicated task, and variety of industrial applications makes difficult introduction of any general algorithm of proceeding. Moreover, strict safety requirements cause, that the whole procedure must follow the rules and formulas included in the respective standards. On that base, different complex computer programs are worked out, which facilitate topology and strength design of pipelines. These applications considerably reduce the effort of an engineer, however, do not take into consideration all the aspects of the analysis, and resulting configurations are usually not optimal. The authors propose a certain way of proceeding basing to a large extent on the commercial finite element system ANSYS. The proposed procedure is illustrated on an example of a typical 3D space pipeline segment.

7

Analityczne i numeryczne badania wybranych metalowych uszczelek wysokociśnieniowych

80%

Trojnacki A. , Krasiński M. , Szybiński B.

|

tom R. 89, nr 8-9

1004--1008

PL

Przedstawiono wyniki analizy wytrzymałości i szczelności metalowych uszczelek wysokociśnieniowych. W badaniach uszczelek typu B i 2-delta wykorzystano uproszczone podejście analityczne, którego wyniki porównano z obliczeniami MES i wynikami badań doświadczalnych. Rozważania teoretyczne zilustrowano przykładami numerycznymi. Pewne sugestie mogą być wykorzystane w procesie projektowania zamknięć wysokociśnieniowych.

EN

The paper deals with the stress-strain analysis and investigations of leak tightness of high-pressure metal gaskets. The simplified analytical approach verified by FEM modelling and experimental tests is applied in the examinations of wave-ring and 2-delta gaskets. Theoretical considerations are illustrated by numerical examples. Some conclusions may be recommended in design procedures of the high-pressure closures with metal gaskets.

8

Analityczny i numeryczny opis wybranych typów metalowych uszczelek wysokociśnieniowych

80%

Trojnacki A. , Krasiński M. , Szybiński B.

|

tom z. 106

92

PL

Postęp w technologii procesów chemicznych wymusza budowę aparatury, pracującej pod coraz wyższym ciśnieniem. Sprawia to duże trudności z zapewnieniem szczelności. W takich przypadkach stosowane są niekiedy uszczelki metalowe. W połączeniach o dużej średnicy są wykorzystywane uszczelki typu „B”, natomiast do uszczelniania złącz o małych wymiarach nadają się szczególnie uszczelki typu „2-delta”. W pracy przedstawiono analizę wytrzymałościową połączeń z tymi uszczelkami, wykonaną za pomocą uproszczonych modeli powłokowych. Wyniki otrzymane w oparciu o modele analityczne zostały zweryfikowane numerycznie. Celem pracy jest stworzenie prostych modeli obliczeniowych, które można wykorzystać we wstępnych inżynierskich obliczeniach połączeń.

9

Investigations of metal gaskets for high-pressure joints

80%

Trojnacki A. , Krasiński M. , Szybiński B.

Journal of KONES

|

2016

|

tom Vol. 23, No. 1

397--404

EN

The article deals with the stress-strain analysis and investigations of operating properties of metal high-pressure gaskets. The simplified analytical approach is applied in the examinations of wave-ring gasket and lens-ring gasket. A cylindrical shell of constant mean thickness is introduced to simulate the gaskets. It is assumed that the shell is simply supported at the inner surfaces of the gasket seats. The influence of certain geometric, material and assembly parameters on the strength and leak-tightness of the closures is analytically investigated. Certain selected parameters of the closure are examined versus applied operating pressure for the assumed materials of the gasketed members and fixed several another data of the gaskets. The analysis is carried out in dimensionless variables in order to generalize the results. The region of admissible solutions for the gaskets parameters such as dimensions, applied assembly requirements and operating pressure is determined. The static tensile tests were carried out to determine the real mechanical properties of materials applied for the gaskets and the seats. The analytical solutions are verified by FEM calculations, which take into account the hardening of the material, friction at the surfaces and contact effects. Theoretical considerations are illustrated by numerical examples and compared with the experimental results obtained under assembly conditions with no operating pressure applied to the closures. Some conclusions may be recommended in design procedures of the high-pressure closures with metal gaskets.