Przedstawiono niektóre aspekty komputerowego wspomagania wymiarowania konstrukcji nośnych maszyn podstawowych i dźwignic. Omówiono numeryczne wspomaganie wymiarowania konstrukcji nośnych według kryteriów sztywności, wytężenia oraz oszacowania trwałości. Przedstawiono przykłady liczbowe z komputerowego wspomagania wymiarowania konstrukcji nośnej suwnicy i nadwozia koparki w zakresie wytężenia i oszacowania trwałości.
EN
Some aspects of computer aided dimensioning of load-bearing structures for machines and cranes were presented. Numerically aided dimensioning of load-bearing structures according to stiffness, effort and life assessment criteria was described. Examples of effort and life assessment were presented for computer aided dimensioning applied to overhead crane structure and excavator body.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jednym z istotnych problemów podczas eksploatacji maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego są pojawiające się z upływem czasu pęknięcia ustroju nośnego. Elementami szczególnie wytężonymi i narażonymi na awarie są układy urabiania. Czerpaki podczas pracy natrafiają na ośrodki nieurabiane. Powoduje to występowanie zjawiska udaru oraz pracę kola czerpakowego w warunkach o wiele gorszych, niż założone podczas projektowania. W efekcie w materiale rodzimym oraz spoinach pojawiają się naprężenia na poziomie znacznie przewyższającym poziom dopuszczalny. Następstwem tego jest powstawanie pęknięć ustroju nośnego, co skutkuje nieplanowanymi przestojami maszyny, podczas których wykonuje się naprawy powstałych uszkodzeń. Współczesne metody analizy wytrzymałościowej wykorzystują dokładne modele MES, które umożliwiają zdiagnozowanie stanu wytężenia konstrukcji i wytypowanie rejonów niespełniających warunków wytrzymałości doraźnej i zmęczeniowej określonych w przedmiotowej normie PN-G-47000-2.
EN
Occurrences of load-carrying structure fractures are one of the most important problems in mining machinery exploitation. Mining systems are particularly efforted and subjected to failure. Buckets come across the ground during mining, which causes stroke effect occurrence and operating conditions deterioration. In the consequence level of stresses in material and welding connections is much bigger than allowable stress. Fractures of load carrying structure are evolving. This leads to unplanned shutdowns, during which necessary repairs are making. Modern, based on FEA strength analysis methods are presented in this paper. Nowadays technical development and computing power increase make able to create 3D models of welded structures. This representation of real object is very precise. It was impossible to do this during designing process. Constructors were basing on general methods - such as beam bending. FEA and surface models makes able to observe stress concentration in complex constructions. This methodology is used to identification of particularly efforted and endangered to future fractures expansion places. It allows to observe construction stress level and indicate places where strength criteria are not satisfied according to Polish Standard PN-G-47000-2:2005.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono obliczenia wytrzymałościowe tulei drążonej metodą elementów skończonych, która jest osadzona na wale koła czerpakowego wielonaczyniowej koparki. W tym celu został zbudowany model dyskretny tulei drążonej z podziałem na elementy objętościowe oraz przyjęto obciążenie zewnętrzne na podstawie normy [1]. Obliczenia tulei przeprowadzona w zakresie wytrzymałości zmęczeniowej dla trzech wersji postaci geometrycznych tulei. Efektem końcowym jest postać geometryczna tulei, która spełnia kryteria wytrzymałości zmęczeniowej.
EN
The article exemplifies strength analysis of drift bush mounted on bucket wheel excavator axle. Numerical calculation ware conducted with the use of finite element method based on discreet solid model. Boundary conditions implemented to the calculation model are according to standards [1]. The numerical test was conducted in three versions of geometric model. New shape o] the bush according to fatigue strength criteria is the final result of the analysis.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents a strength analysis of kinematic pairs made of high-yield point steel. Simulations of the behaviour of the joint in the elastoplastic range were carried out and the effect of the amplitude of the successive load cycles on the state of internal stress after the exceedance of the yield point in the joint's crucial points was determined. A prestressing procedure applied to increase the strength of the kinematic pair elements through the introduction of beneficial plastic strains is presented.
PL
W artykule przedstawiono analizę wytrzymałościową par kinematycznych wykonanych z stali o wysokiej granicy plastyczności. Przeprowadzono symulacje pracy elementów połączenia w zakresie sprężysto-plastycznym oraz zaprezentowano wpływ amplitudy kolejnych cykli obciążenia na stan naprężeń wewnętrznych po przekroczeniu granicy plastyczności w newralgicznych punktach połączenia. Przedstawiona została procedura wstępnego przeciążenia połączenia, której celem było zwiększenie wytrzymałości elementów pary kinematycznej poprzez wprowadzenie korzystnych odkształceń plastycznych.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A description of the play , that may be applied to many other problems, is the basis of the model of a beam system presented in this paper. Equations describing the motion of the system of spring elements under dynamic load have been derived taking into consideration the play occurring between the elements. The equations have been derived according to the Hamilton's variational principle. The play has been treated as a force interacting between the elements whose value depends non-linearly on the mutual distance of the contact places. The function that defines the element's interacting force may be easily enriched with elements responsible for the energy dissipation, eg. friction. The value of the method presented was proved by the carried out comparative analysis. The equation obtained has been used for an example which the finite elements method (modal technique) has been applied too for comparison. In order to make the comparison more complete, the calculations have been performed not only for the beam model but for a full spatial model as well (basing on the shell model).
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A combined numerical-experimental method for determining the spatial distribution of residual stress has been presented, which allows defining of the state and gradient of stress. The method is based on test measurements and numerical simulations by the finite elements method.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Duże zainteresowanie pochłanianiem energii przez konstrukcje cienkościenne spowodowało znaczny rozwój metod analitycznych i numerycznych. W literaturze można znaleźć wiele prac zajmujących się mechanizmem deformacji konstrukcji powłokowych, niestety nie ma pozycji zajmującej się jednocześnie pochłanianiem, problematyką zrywania zgrzein punktowych podczas osiowego zgniatania belek cienkościennych oraz wpływem wytrzymałości tych zgrzein na proces pochłaniania. Zagadnienie ściskania profili cienkościennych ze zgrzeinami punktowymi ogranicza się zazwyczaj do określenia wielkości pochłanianej energii, a nie jej analogicznego zdefiniowania, przy uwzględnieniu średnicy, rozstawu zgrzein punktowych czy też wpływu wytrzymałości zgrzein punktowych na proces deformacji profilu. Wyniki otrzymane podczas zgniatania belek cienkościennych będą obarczone dużym błędem na skutek nieuwzględnienia wpływu zniszczeniu zgrzein i ich rozmieszczania na proces deformacji profili. Zbyt wiele uproszczeń, zarówno w metodach numerycznych, jak i w metodach analitycznych, obecnie stosowanych wymaga kolejnych badań mających na celu określenie wpływu wytrzymałości zgrzein punktowych na sposób deformacji belek cienkościennych. Dodatkowe zmiany w modelu materiału zgrzeiny oraz w modelu materiału wokół zgrzeiny są wskazane.
EN
Selected problems considering the influence of spot weld failure on the energy absorption of thin-walled beams jointed by spot-welding as well as results obtained from the quasi-static axial crushing of specimens were presented. Analytical model taking into account the size of spot-weld diameter and the pitch of the weld on the amount of the energy absorption is needed. A new FEM model of spot-weld and around the spot weld influencing the crushing mechanics of thin-walled structures should be developed.
W artykule zaprezentowano dotychczasowe wyniki prac nad nieliniowymi zagadnieniami mechaniki. Dotyczą one modelowania zjawisk udarowych. Obiektem badań są konstrukcje ochronne maszyn roboczych. Przedstawiono podstawy teoretyczne określające charakterystyki materiałowe i ich wykorzystanie w metodzie elementów skończonych. Porównano różne modele zachowania się materiału w przypadku obciążenia udarowego oraz zaprezentowano przykłady liczbowe.
EN
In the paper selected problems occurring in analysis of nonlinear model of impact phenomena were presented. The material characteristics and their application in finite element method were discussed. Various models of material behavior under impact loading were compared and numerical examples were shown.
Obecnie trudno wyobrazić sobie współczesnego inżyniera mechanika bez umiejętności korzystania z metod komputerowego wspomagania projektowania CAE. Powszechne zastosowanie komputerów do obliczeń, era komputerów osobistych PC oraz rozwój metod były przyczynami gwałtownego wzrostu jakości projektowania. W artykule zaprezentowano rozwój metod numerycznych i ich zastosowanie w projektowaniu maszyn i pojazdów. Dokładność obliczeń oraz możliwość realizacji w przestrzeni wirtualnej złożonych symulacji zwiększyły niezawodność wytwarzanych maszyn roboczych i pojazdów przy jednoczesnym obniżeniu kosztów.
EN
Nowadays, is difficult to image mechanical engineer without skills of computer aided engineering (CAE) methods. Common use of computers, PC popularity and numerical methods development have been the reason of rapid growth of engineering design quality. Development of numerical methods and their practical applications in machine and vehicle building were presented. Precision of calculations as well as possibility of realization in virtual reality complex simulations increased reliability of produced machines and vehicles with simultaneous cost decreasing.
W pracy przeprowadzono analizę drgań wysięgnika koła czerpakowego koparki kołowej; w tym celu opracowano model geometryczny i dyskretny wysięgnika wraz z wysięgnikiem kabiny operatora, model ten rozbudowano o maszt i cięgno łączące maszt z wysięgnikeim przeciwwagi, w modelu dyskretnym opartym na metodzie elementów skończonych zastosowano elementy belkowe, powłokowe, cięgnowe i masowe, w wyniku symulacji komputerowej wyznaczono częstości i postacie drgań własnych, a następnie badano odpowiedzi modelu na wymuszenie pochodzące od sił skrawania działających na koło czerpakowe podczas urabiania.
EN
Analysis of vibration of the jib of a bucket wheel of a wheel excavator. This involved preparation of a geometric and discrete model of the jib and also of the outrigger of the driver's cage. This model was expanded to comprise a mast and a string connecting the mast with the counterweight outrigger. The discrete model based on the finite element method uses the beam-, envelope-, string- and weight-elements. The computer simulation permitted to determine frequencies and forms the free vibration. Also responses were examined of the model to forced actions derived from the cutting forces acting on the bucket wheel during operation.
W referacie omówiono metody numerycznej symulacji wytrzymałościowych badań homologacyjnych kół wykonanych ze stopów lekkich. Na przykładzie pokazane zostały aspekty budowy modelu geometrycznego i dyskretnego, ustalania warunków brzegowych zgodnie z normami międzynarodowymi. Zaprezentowno przykładowe wyniki obliczeń numerycznych i sposoby interpretacji ich wyników.
EN
The paper presents numerical methods of wheel certification sets. For example of light alloy wheel some aspects of geometrical and finite element model creaton, bound condition constitution in conformity with international standards are deckribed. Some calculation results and means of this results interpretation are presented.
W artykule zostały zaprezentowane wymagania oraz przykłady symulacji numerycznej prób FOPS i ROPS, przedprowadzone z wykorzystaniem metody elementów skończonych, dla konstrukcji ochronnych montowanych na samojezdnych pojazdach i maszynach górniczych.
EN
In the paper operational demands and examples of numerical simulation of FOPS and ROPS tests were presented. These simulation were conducted with using of finite element methods for protective structures mounted on selfpropelled mining machines.
Omawiając budowę typowych zwałowarek taśmowych, naświtlono ważny problem konstrukcyjny przeginania przenośnika w punkcie zwodzenia wysięgnika zwałującego. Problem ten jest szczególnie istotny w przypadku, gdy na zainstalowanym przenośniku pracyje taśma z linkami stalowymi. Na przykładzie zwałowarki ZGOT 15400.120 przedstawiono konstrukcyjny sposób rozwiazania tego problemu. Zwałowarki są maszynami pracującymi bardzo intensywnie. Ich roboczy czas pracy dochodzi do 4500 godzin [6], a zatem konstrukcja we wszystkich szczegółach musi być starannie dobrana i sprawdzona. Dotyczy to również taśmy zainstalowanej na wysięgniku zwałującym.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zapewnienie bezpieczeństwa maszynom narażonym na przeciążenia udarowe wymaga wprowadzania skutecznych układów zabezpieczających przed nadmiernym przeciążeniem. Istotną rolę w ograniczaniu skutków zderzeń narzędzi roboczych z wtrąceniami nieurabialnymi podczas urabiania skał odgrywa metoda diagnozowania stanu układu zabezpieczanego. Opracowano nowy układ zabezpieczający spełniający kryteria ochrony maszyny przed przeciążeniami udarowymi, w tym dostatecznej szybkości działania. Diagnozowanie stanu odbywa się w nim m.in. na podstawie kryterium dopuszczalnej prędkości narastania obciążenia, które umożliwia rozpoczęcie działania na układzie napędowym koła czerpakowego wcześniej i przy mniejszych obciążeniach niż dotychczas, jednocześnie nie ogranicza wydajności maszyny.
EN
Ensure the safety to machines that are endanger on the impact of overload demands providing effective protection systems against excessive overload. Important role in reducing the effects of collisions of working tools with rock inclusions during mining plays the method of diagnosing the safety system. A new protection system that meets the criteria for protection the machines against impact overload, including adequate speed was elaborated. Diagnosing the state is on the basis of the allowable speed requirement of loading increase, that enables the start of the system acting on the propulsion system of bucket wheel before and at lower loads than before, while not limiting productivity of the machine.
Przedstawiono zasady budowy modeli dyskretnych konstrukcji nośnej zawieszenia cyklonów w instalacji fluidalnego krakingu katalitycznego, obliczenia wytrzymałościowe zawieszeń cyklonów przeprowadzono za pomocą metody elementów skończonych (MES) dla obciążeń termicznych i mas własnych, na podstawie otrzymanych wyników wytrzymałościowych określono przyczyny pękania konstrukcji nośnej i śrub w połączeniu kołnierzowym zawieszenia cyklonów, a także podano wskazówki w celu wyeliminowania pęknięć zmęczeniowych konstrukcji i przykłady liczbowe.
EN
Principles of creating discrete models of the supporting structure of the cyclone suspension in a fluidized bed catalytic cracking system. The strength calculations of the cyclone suspensions were made by the finite element methods (FEM) for certain thermal loads and an intrinsic weight. The strength calculation results showed the causes of cracking of the supporting structure and bolts in the flanged joint of the cyclone suspension. Directions for avoiding the fatigue cracks of the struc-ture. Calculations examples.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pogarszające się warunki urabiania w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego objawiające się zwiększoną częstotliwością przeciążeń udarowych powodują zwiększenie awaryjności maszyn, tempa ich degradacji i zmniejszają ich dyspozycyjność. Opracowano nowy układ zabezpieczający spełniający kryteria ochrony maszyny przed przeciążeniami udarowymi, w tym dostatecznej szybkości działania. Diagnozowanie stanu odbywa się w nim m.in. na podstawie kryterium dopuszczalnej prędkości narastania obciążenia, które umożliwia rozpoczęcie działania na układzie napędowym koła czerpakowego wcześniej i przy mniejszych obciążeniach niż dotychczas, jednocześnie nie ogranicza wydajności maszyny.
EN
Deteriorating conditions of brown coal mining in strip mines show increased frequency of overloading impact that causes the high failure frequency of machines, degradation rate and reducing the possibilities for operation. A new protecting system meeting criteria of the safeguard of the machine against overloading impact was drawn up, in it of sufficient running speed. Diagnosing the state is held in it among others on the basis of a criterion of the limited velocity of load growing which enables to start acting on the driving layout of the bucket wheel earlier and at lower loads than so far, simultaneously it does not limit the productivity of the machines.
W artykule przedstawiono ogólne charakterystyki obręczy samochodów oraz kryteria ich podziału i budowy. Omówione zostały również materiały, z których obecnie wytwarza się obręcze samochodów, z uwzględnieniem technologii produkcji, zarówno tych najbardziej popularnych, jak i innowacyjnych. Zaprezentowano wymagania stawiane obręczom oraz badania, które przeprowadza się na nich w zakresie bezpieczeństwa użytkowego oraz w celu kontroli jakości, już w pierwszych etapach procesu wytwarzania. Następnie określono obciążenia działające na koła pojazdu, jak również ich zmienność w czasie ruchu oraz wpływ na zachowanie koła. Z użyciem programu Autodesk Inventor opracowano model geometryczny projektowanej obręczy, a oprogramowaniem NX Nastran zbudowany został model dyskretny obręczy, który posłużył do późniejszych obliczeń wytrzymałościowych metodą elementów skończonych [2, 3]. Otrzymane wyniki zostały poddane analizie i podano wnioski końcowe.
EN
The presented work includes general characteristics of car rims, basic criteria of their division and structure and the information about materials currently used in their production. Besides it discusses also the popular and innovative production processes. The work presents obligatory requirements for rims and control methods used to verify their safety and quality. It also includes characteristics of loads having effects on the rim, the way how they change in time and the results that they cause. The geometric model has been created using Autodesk Inventor software. The numerical simulation was carried out on FEM model created, by means of the NX Nastran software. After analysis of the results the conclusions were drawn and presented.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zestawienie z badań eksperymentalnych trzech wielonaczyniowych koparek kołowych typu KWK 1200, KWK 1500 oraz KWK 1500.1 pracujących w Kopalni Węgla Brunatnego „Turów”. Przeprowadzono porównanie poziomów drgań występujących podczas pracy maszyn i przeanalizowano je pod kątem różnic konstrukcyjnych, które mogą mieć wpływ na dynamikę przebadanych obiektów.
EN
In the paper the results of the experimental measurements of the vibrations level of the machines type KWK 1200, KWK 1500 and KWK 1500.1 are presented. All of the machines operate in the Polish lignite mine KWB “Turów”. The analysis of the accelerations were performed with relation to the superstructure construction differences which could influence to the structure dynamics.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono problematyką związaną z oceną stanu technicznego zabytkowych konstrukcji w szczególności łuków ceglanych, w aspekcie poprawy ich wytrzymałości poprzez zastosowanie różnorodnych technik. W tym celu przedstawiono metodykę badań oraz symulacji komputerowych w celu oceny stanu wytężenia i nośności łuków ceglanych. Zaprezentowane różne warianty wzmocnień poprzez zastosowanie dodatkowych elementów. Przeprowadzono symulacje komputerowe MES deformacji łuków. Przedstawiono wyniki badań na obiektach rzeczywistych.
EN
The study cover the issues of technical state estimation of monumental constructions, particularly brick arcs in the aspect of their strength improvement by the use of different techniques. In that purpose the research method and computer simulations were presented in order to estimate the strength and carrying capacity of brick arcs. Different variants of reinforcements by the usage of additional elements were presented. The FEM computer simulations of arcs deformation were conducted. The results of research on the real object were also presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.