ANALIZA WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁÓW HIPERELASTYCZNYCH STOSOWANYCH W TŁUMIKACH DRGAŃ
ANALYSIS OF FEATURES OF HIPERELASTIC MATERIALS USED IN DAMPERS
Jan Amborski Instytut Lotnictwa, Warszawa
Jerzy Osiński, Piotr Żach – Instytut Podstaw Budowy Maszyn, Politechnika Warszawska
Elastomerowo-cierne elementy tłumiące mają szereg zalet, takich jak niższa w porównaniu z elementami hydraulicznymi wrażliwość temperaturowa i mniejsza masa. W artykule opisano zagadnienia doboru materiału elastomerowego do zastosowań mechanicznych, głównie tłumików drgań i amortyzatorów elastomerowo-ciernych. Pokazano sposób doboru odpowiedniego modelu matematycznego materiału hiperelastycznego, przykładową analizę MES tulei elastomerowej, jak też metodologię wyznaczania współczynnika tarcia rozwiniętego dla konkretnej pary kontaktowej.
Hyperelastic vibration damping elements were analyzed because of their advantages such as lower outer temperature sensitivity and lower mass. The paper describes a method of selection of hyperelastic material for mechanical application, mainly in elastometric friction dampers. The way of selection of mathematical model for chosen material, exemplary FEM analysis of elastometric sleeve and the friction coefficient determination method for specific contact pair is described.
PRZYCZYNY DEGRADACJI USTROJÓW NONYCH WIELONACZYNIOWYCH KOPAREK KOŁOWYCH
MULTI-WHEEL EXCAVATOR SUPPORTING STRUCTURES DEGRADATION CAUSES
Józef Augustynowicz, Krzysztof Dudek, Robert Rosik – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przeprowadzono analizę doświadczalno-obliczeniową przyczyn degradacji mechanizmu obrotu koparki kołowej. Wyniki pomiarów parametrów charakteryzujących obciążenia dźwigara pierścieniowego przeprowadzone na wybranych obiektach (przed i po zaproponowanej modernizacji) stanowiły dane wejściowe dla analizy numerycznej wytężenia materiału elementów węzła obrotowego (przed zmianami konstrukcyjnymi) oraz posłużyły do weryfikacji przyjętego modelu (po wprowadzeniu zmian).
The experimental-computational analysis of the wheel excavator rotation mechanism degradation causes was shown. The experimental results have shown the characteristics of the ring girder loads which were measured on the selected objects(before and after of the proposed modernization). Such data were a input data for the numerical analysis of the rotation mechanism materials effort (before an modernization) and were an basis for the selected model verification (after modernization).
SYSTEMATYKA MECHANIZMÓW RÓWNOLEGŁYCH
SYSTEMATICS OF PARALLEL MECHANISMS
Jacek Bałchanowski, Władysław Twaróg – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn,, Politechnika Wrocławska
Opracowano elementy metody syntezy strukturalnej i systematyki przestrzennych mechanizmów równoległych. Zaproponowana systematyka jako podstawowe kryterium tworzenia i podziału przyjęła ruchliwość mechanizmu. Pokazano jak problemy selekcji i analiz nowych rozwiązań mogą być przeprowadzane w numerycznych systemach analizy dynamicznej układów wielomasowych.
The method of type synthesis and systematics of the spatial parallel mechanisms were worked out in the paper. The main criterion of the systematics was mobility of the mechanism. The examples of catalogues of structures of parallel mechanisms were created. The problems of selections and analyses of the new solutions of mechanism in computer dynamic analyses of multibody systems were presented. Some numerical examples were included.
ANALIZA NOŚNOŚCI PRZEKRYCIA STRUKTURALNEGO HALI SPORTOWEJ O ZNACZNYCH ROZPIĘTOŚCIACH
ANALYSIS OF CARRYING CAPACITY OF STRUCTURAL ROOF OF SPORT HALL ABOUT CONSIDERABLE SPANS
Wiesław Baran, Bronisław Jędraszak, Roman Jankowiak – Wydział Budownictwa, Politechnika Opolska
Artykuł dotyczy analizy statyczno-wytrzymałościowej stalowej konstrukcji dachu wykonanego w postaci przekrycia strukturalnego. Wymiary geometryczne przyjęto na podstawie pomiarów inwentaryzacyjnych. Parametry wytrzymałościowe stali ustalono w próbie statycznego rozciągania. Dla zidentyfikowanego numerycznego modelu obliczeniowego wykonano analizę statyczną w systemie Robot.
The article concerns the computational analysis of steel construction of a structural roof. On basis of inventory measurements the geometrical dimensions were accepted. Steel resistance physical parameters were established in static test. Static analysis for identified numeric computational model was executed in Robot system.
ANALIZA PASA BARIERY DROGOWEJ WZMOCNIONEJ ELEMENTAMI KOMPOZYTOWYMI W ZASTOSOWANIU DO POPRAWY ENERGOCHŁONNOŚCI ELEMENTÓW INFRASTRUKTURY
ANALYSIS OF THE ROAD BARRIER ZONE REINFORCED BY COMPOSITE ELEMENTS APPLIED FOR ENERGY-ABSORPTION IMPROVEMENT OF INFRASTRUCTURE ELEMENTS
Wiesław Barnat, Tadeusz Niezgoda – Wydział Mechzniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W pracy rozważono problem związany z poprawą bezpieczeństwa transportu drogowego poprzez zastosowanie dodatkowych elementów absorbujących energię uderzenia. Przedstawiono wyniki analizy modelu pasa drogowego wzmocnionego dodatkowymi elementami energochłonnymi. Otrzymane rezultaty pozwoliły ocenić przydatnoć proponowanego rozwiązania w praktyce.
This analysis considers the problem linked to the transport security improvement by applying complementary elements absorbing the impact energy. The results of the analysis of a roadway model, reinforced by supplementary energy-consuming elements, are presented. The obtained results permit to estimate the practical usability of the proposed solution.
ZASTOSOWANIE METODY PARAMETRYCZNEJ W SZACOWANIU KOSZTÓW WYTWARZANIA NA ETAPIE PROJEKTOWANIA
THE USE OF PARAMETRIC METHOD FOR ESTIMATING PRODUCTION COSTS AT THE DESIGN STAGE
Barbara Barnu, Ryszard Knosala – Instytut Inżynierii Produkcji, Politechnika Opolska
W artykule przedstawione zostało zastosowanie metody parametrycznej jako narzędzia szacowania kosztów wytwarzania na etapie koncepcyjnego projektowania wyrobu. Zaprezentowany został również ogólny zarys metodologii technicznego przygotowania produkcji zorientowanej na minimalizację kosztów wytwarzania począwszy od najwcześniejszych faz projektowania wyrobu, aż do opracowania gotowego projektu konstrukcyjno-technologicznego.
The article discuses the use of parametric method as a tool for estimating production costs at the conceptual stage of a product design. The paper also presents methodology of technical preparation for production oriented on the lowest possible manufacturing costs starting from the earliest phases of project design to the creation of a final project.
IDENTYFIKACJA WŁASNOŚCI DYNAMICZNYCH KOŚCI PRZY ZASTOSOWANIU OPROGRAMOWANIA HP-VEE
IDENTIFICATION OF DYNAMIC PROPERTIES OF BONES BY MEANS OF HP-VEE SOFTWARE
Stanisław Piesiak – Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Opolska
Przedstawiono wykorzystanie oprogramowania obiektowego HP-VEE w procesie identyfikacji kości długiej. Kość zamocowana była jako belka jednostronnie utwierdzona. Aby układ można było badać jako jednomasowy do końca kości przytwierdzona została masa. Obciążenie działające na belkę powodowało jej zginanie. W wyniku eksperymentu uzyskano informacje o własnościach i optymalnym modelu opisującym układ.
In the paper, HP-VEE object software for the identification process of a long bone has been presented. The bone was fixed as a rectangular beam. In order to examine the one-degree of freedom system, the mass was fixed to the end of a bone. The beam was submitted to bending. As a result, we have obtained the information on the properties and the optimal model describing the system.
METODY CAD/FEM W ANALIZIE I PROJEKTOWANIU IMPLANTÓW
CAD/FEM METHODS IN ANALYSIS AND DESIGN OF IMPLANTS
Paweł Borkowski, Krzysztof Kędzior, Grzegorz Krzesiński, Piotr Marek, Tomasz Zagrajek – Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska
Artykuł dotyczy zagadnień modelowania numerycznego połączeń koci z implantami, które przeprowadzono za pomocą metody elementów skończonych (MES). Symulacji poddano biomechaniczne modele implantów stosowanych w chirurgii kończyn dolnych i kręgosłupa. Uzyskane wyniki mogą być pomocne przy projektowaniu oraz wytwarzaniu nowych rozwiązań endoprotez.
The study presents the problems of numerical modelling of bone-implant structures and some results obtained using threedimensional finite element analyses. In the paper the biomechanical computational models of implants for use in orthopaedics and spine surgery are investigated. The presented analyses show that the advanced FE technique helps in better understanding of various clinical situations, can provide information helpful for improving implant design and may be especially useful in the process of manufacturing of custom design implant.
NUMERYCZNE PROJEKTOWANIE, ANALIZA WIDMOWA, MODALNA I STEREOMECHANICZNA UKŁADÓW PRĘTOWYCH
COMPUTER AIDED DESIGN, FREQUENCY MODAL AND STEREOMECHANICAL ANALYSIS OF BAR SYSTEMS
Andrzej Buchacz – Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika Śląska
W artykule przedstawiono problem projektowania układu przekształcającego drgania o żądanym widmie częstości. Rozwiązanie zagadnienia osiągnięto, stosując metodę syntezy drgających układów ciągłych-rozkładu charakterystyki na ułamki proste. Tak zaprojektowany układ poddano analizie numerycznej, identyfikując częstości drgań własnych na podstawie wyników analizy modalnej. Następnie przeprowadzono analizę stereomechaniczną.
In the paper the problem of design of transforming vibration system with assumed frequency spectrum has been presented. Using the method of synthesis of vibrating mechanical systems called partial fraction expansion method of distribution of characteristics the solution of this problem has been achieved. Designed system to numerical analysis has been exposed, by identification natural frequency spectrum on the base of modal analysis. Next stereo mechanical analysis has been made.
BEZPODPOROWY ŻURAW OKRĘTOWY OBLICZENIA STATYCZNE I DYNAMICZNE
FINITE ELEMENT STATIC AND DYNAMIC ANALYSIS OF UNSUPPORTED DECK CRANE
Ryszard Buczkowski, Witold Torbacki – Wydział Techniki Morskiej, Politechnika Szczecińska
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych w zakresie analizy statycznej i dynamicznej bezpodporowego żurawia okrętowego. Celem analizy było określenie częstości własnych układu oraz dobór i rozmieszczenie usztywnień całej konstrukcji. Obliczenia wykonano w zakresie sprężystym zachowania się materiału zgodnie z warunkiem plastyczności Hubera-Missesa.
Results of static and dynamic non-linear strength analysis of the unsupported deck crane, subjected to deadweight and working loads, are presented in this paper. The structure under consideration consists of a crane, crane housing, jib and column. To solve the eigenvalue problem the commercial finite element package ABAQUS including Lanczos solver was used. We focused on the appropriate modelling of the contact constraints and cable elements.
ODDZIAŁYWANIE USZTYWNIEŃ LOKALNYCH W CYKLICZNIE OBCIĄŻONYCH KONSTRUKCJACH PŁYTOWO-POWŁOKOWYCH
LOCAL STIFFENINGS EFFECT IN PERIODICALLY LOADED PLATE-SHELL STRUCTURES
Stefan Bućko – Instytut Mechaniki Stosowanej, Politechnika Krakowska
Marcin Trzebicki – Instytut Konstrukcji Maszyn, Politechnika Krakowska
Analizy obliczeniowe kilku rodzajów usztywnień spotykanych w konstrukcjach bębnów pędnych oraz nawojowych w maszynach wyciągowych wykonano za pomocą MES. Wykazano, że wykorzystanie masy usztywnień na zwiększenie grubości elementów konstrukcji jest często wytrzymałociowo bardziej skuteczne. Taka operacja pozwala na istotne ograniczenie pracochłonności i kosztów wykonania.
The calculations with the use of Finite Element Method of some kinds of stiffenings often happen in drive drums or winding drums of deep mining hoisting machine structures. Both of mentioned above drum types are strongly and periodically plate-shell structures where traditionally some kinds of local stiffenings were applied for years. The influence of these stiffenings on the structure operation was analysed very briefly without exact diagnosis of loads which were carried by particular units. Owing the results presented in works [2, 4, 5] it is possible to suppose that no reliable analysis of influence of stiffenings mass on total structure mass and of stiffening presence on the production cost was performed in the past. It was proved that using stiffening mass on the increase of basic structure elements thickness is often more effective way for reaching stress reduction in the structure. Additionally such an operation allows for significant limitation of total production costs.
STRUKTURY I ODPORNOŚĆ NA ZUŻYWANIE CIERNE MATERIAŁÓW STOSOWANYCH NA PŁYTY WYKŁADZINOWE ZSUWNI I PRZESYPÓW KOPAREK WĘGLA BRUNATNEGO
STRUCTURE AND RESISTANCE TO ABRASIVE WEAR OF MATERIALS USED FOR LINING PLATES OF CHUTES AND DUMPERS IN BROWN COAL EXCAVATORS
Lesław Cegiel – BOT, KWB Turów S.A.;
Anna Kozerska, Grzegorz Pękalski – Zakład Materiałoznawstwa, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Zsuwnie, leje i przesypy maszyn podstawowych węgla brunatnego są zespołami konstrukcyjnymi narażonymi na obciążenia dynamiczne oraz intensywne zużywanie cierne. Okresy efektywnej eksploatacji tych zespołów mogą być regulowane (wydłużane) przez odpowiedni dobór materiałów na płyty wykładzinowe. Efektywność stosowanych metod zależy nie tylko od rodzaju obciążeń, warunków urabiania i rozwiązań konstrukcyjnych, ale także od składu chemicznego i budowy strukturalnej stosowanych na płyty materiałów. Wśród materiałów dotychczas stosowanych na płyty wykładzinowe najczęściej wykorzystywana jest stal gatunku 35SG i napawane różnymi elektrodami stale niestopowe i niskostopowe (w rozpatrywanym przypadku stal 18G2A). Produkowano także płyty z żeliw, które są przez normy ujmowane jako odporne na cieranie. Współpracując z BOT KWB Turów Bogatynia S.A. pozyskano informacje dotyczące przebiegu eksploatacji zsuwni stałej koła czerpakowego i przesypu głównego koparki KWK 1500s. Ustalono rodzaje rozwiązań materiałowych oraz pobrano próbki materiałowe w stanie przed- i poeksploatacyjnym (stal 35SG i napawana stal 18G2A). Wykładziny żeliwne były dostępne tylko w stanie poeksploatacyjnym. W wyniku badań własnych określono makroskopowe cechy ich zużywania, określono składy chemiczne i twardości badanych materiałów oraz dokonano opisu ich budowy strukturalnej. Wykazano, że na płyty stosowano stal 35SG w stanie dostarczenia, wysokostopowe żeliwo chromowe oraz stal 18G2A z napoiną Fe~17% Cr~4%. Wykorzystując także wcześniejsze wyniki badań realizowanych w IMiMT Politechniki Wrocławskiej [4÷6] wykazano małą przydatność płyt ze stali 35SG i żeliwa chromowego. Zaproponowano zastosowanie na płyty wykładzinowe zsuwni stałej koła czerpakowego oprócz napawanej stali 18G2A płyt z nowoczesnych stali typu Hardox i HTK. Zaplanowano w tym celu stosowny eksperyment eksploatacyjny.
Chutes, hoppers and dumpers of the basic brown coal machines are structural assemblies exposed to dynamic loads and intensive abrasive wear. Periods of effective operation of those assemblies may be controlled (extended) by proper selection of materials for lining plates. Effectiveness of the methods used depends not only on the load types, mining conditions and design solutions, but also on the chemical composition and structural build of materials used for the plates. Among the materials used so far for the lining plates the most frequently applied is steel of the 35SG grade, as well as alloyed and unalloyed steels (in this case the 18G2A grade steel) padded with various electrodes. Also, cast iron plates have been produced, which are considered as resistant to abrasion by the relevant standards. In co-operating with BOT KWB Turów Bogatynia S.A., essential information concerning the operational history of the fixed chute in the scoop and the main dumper of KWK 1500s excavator have been obtained. Material solution types have been selected and material samples before and after operation have been collected (grade 35SG steel and padded 18G2A grade steel). Cast iron linings were available only in the after-operation state. As a result of own tests, macroscopic features of their wear, chemical composition and hardness of the tested materials have been determined, as well as their structural build description has been made. It has been shown that the plates were made of the 35SG steel as delivered, high-alloy chromium cast iron, as well as 18G2A grade steel with Fe~17% Cr~4% padding. By using also results of earlier tests conducted in the IMS&M of the Wrocław Technical University [4-6], a low suitability of plates from 35SG grade steel and chromium cast iron have been shown. Besides the 18G2A grade padded steel also the modern Hardox and HTK steels have been proposed for lining plates of the fixed chute of scoop. An appropriate operating experiment has been planned for that purpose.
MODEL DYSKRETNY DRGAŃ WYSIĘGNIKA TELESKOPOWEGO ŻURAWIA SAMOJEZDNEGO W PŁASZCZYŹNIE OBROTU Z UWZGLĘDNIENIEM SIŁOWNIKA ZMIANY WYSIĘGU
THE DISCRETE MODEL OF VIBRATION OF THE TRUCK CRANE TELESCOPIC BOOM IN THE ROTARY PLANE WITH CONSIDERATION OF THE HYDRAULIC CYLINDER OF CRANE RADIUS CHANGE
Dawid Cekus, Bogdan Posiadała – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska
Przedstawiono opracowany model dyskretny drgań o jednym stopniu swobody wysięgnika teleskopowego żurawia samojezdnego w płaszczyźnie obrotu. W rozważaniach uwzględniono wpływ siłownika zmiany wysięgu. Do sformułowania i rozwiązania zagadnienia zastosowano formalizm mnożników Lagrange’a.
In this paper the discrete model of vibration of one degree of freedom of the telescopic boom of truck crane in the rotary plane has been presented. In the model the influence of the hydraulic cylinder of crane radius change has been considered. The formulation and solution of the problem has been based on the Lagrange multiplier formalism.
MODEL DYSKRETNY DRGAŃ WYSIĘGNIKA TELESKOPOWEGO ŻURAWIA SAMOJEZDNEGO W PŁASZCZYŹNIE OBROTU Z UWZGLĘDNIENIEM SIŁOWNIKA ZMIANY WYSIĘGU
COMPARATIVE ANALYSIS OF FREE VIBRATIONS OF MULTI MEMBERS TYPE TELESCOPIC BOOMS OF TRUCK CRANE IN THE ROTARY PLANE WITH CONSIDERATION OF HYDRAULIC CYLINDER OF CRANE RADIUS CHANGE
Dawid Cekus, Bogdan Posiadała – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska
Artykuł dotyczy zagadnienia drgań swobodnych układu wysięgnik teleskopowy-siłownik zmiany wysięgu w płaszczynie obrotu. Sformułowano przy zastosowaniu metody mnożników Lagrange’a równania i zależności w odniesieniu do rozważanych układów, w których wysięgnik jest reprezentowany przez różną liczbę członów wysuwnych.
The problem of free vibrations in rotary plane of the telescopic booms with consideration of the hydraulic cylinder of crane radius change has been presented. The proposed procedure has been based on the Lagrangea multiplier formalism. The systems contained of different number of the members of telescopic boom have been analyzed.
PRZEGLĄD TECHNIK RAPID PROTOTYPING DO BUDOWY METALOWYCH MODELI PROTOTYPOWYCH
REVIEW OF RAPID PROTOTYPING TECHNIQUES FOR METAL PROTOTYPES<
Edward Chlebus, Tomasz Kurzynowski – Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska
Techniki Rapid Prototyping (RP) są sposobem na reprodukcję obiektów o dużej złożoności, z wykorzystaniem bezubytkowych technik, bezpośrednio z ich modeli matematycznych zdefiniowanych w systemie CAD 3D używając szybkich, elastycznych i wysoce zautomatyzowanych procesów. Przedstawiono dzisiejsze możliwości systemów RP do budowy metalowych modeli prototypowych, a także funkcjonalnych części i narzędzi produkcyjnych.
The Rapid Prototyping (RP) technologies are methods for reproducing complexity objects using layer addition techniques directly from mathematical model defined in a CAD-3D system. The paper presents current abilities of RP systems for manufacturing metal objects.
WARIANTOWANIE PROCESÓW WYTWARZANIA I SZACOWANIE KOSZTÓW PRODUKCJI JAKO ELEMENTY ZINTEGROWANEGO SYSTEMU CAD/CAM
CHOICE OF VARIANT OF MANUFACTURING PROCESS AND COSTS ESTIMATING AS ELEMENTS OF INTEGRATED CAD/CAM SYSTEM
Piotr Chwastyk, Dominika Biniasz – Instytut Inżynierii Produkcji, Politechnika Opolska
W artykule opisano zagadnienie integracji istniejących w przedsiębiorstwie systemów wspomagających prace projektowe w zakresie konstruowania i projektowania procesów wytwórczych z wykorzystaniem metody obiektów elementarnych. Opracowano w tym celu metodykę postępowania wykorzystując w niej dodatkowo element szacowania kosztów jako czynnika często decydującego o sposobie przeprowadzania procesu obróbki. Problem rozwiązano na drodze zastosowania obiektów elementarnych, co pozwoliło na przeprowadzenie integracji systemów CAx, wyboru wariantu procesu wytwórczego oraz umożliwiło wykorzystać obiekty elementarne w procesie oszacowania kosztów produkowanych elementów.
In work was described problem of integration computer systems aided design and manufacturing existing in company with use of features method. In this aim was worked out methodic of conduct using in her additionally element of costs estimating as an element often decisive about manner of effecting of manufacturing process. Problem dissolved on way of use of features objects, what permitted to execute of integration of CAx systems, of choice of variant of manufacturing process and made possible to use features objects in process of costs estimation produced of elements.
ANALIZA WARIANTOWA W PROCESIE TWORZENIA TYPOSZEREGÓW KONSTRUKCJI
VARIATIONAL ANALYSIS SUPPORT IN PROCESS OF CREATING CONSTRUCTIONS TYP OF SERIES
Paweł Chyra, Rafał Rząsiński, Piotr Gendarz – Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika ląska, Gliwice
Artykuł poświęcony jest analizie weryfikacji wytrzymałościowej z zastosowaniem metody elementów (MES) z punktu widzenia jej przydatności do wspomagania procesu tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji. Wykorzystany do analizy moduł OPTIMIZATION z aplikacji SIMULATION zaawansowanego programu graficznego I-DEAS umożliwia rozwiązywanie zadań optymalizacji wartości ilociowych cech konstrukcyjnych wskazanej konstrukcji z uwzględnieniem wybranych kryteriów. Uzyskiwane wyniki mogą być podstawą do wyznaczenia konstrukcji wzorcowej, na której opierają się procesy tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji metodą podobieństwa konstrukcyjnego.
The paper treats about strength of materials verification with use of finished elements method (FEM) as a support of creating the ordered construction families method. Analyzed OPTIMIZATION task of the SIMULATION application from I-DEAS software enable optimization solutions of constructional quantity type features with mass, stress and displacement criterions. The main goal of taken studies is to exam presented software tools as useful for finding base construction of creating the ordered construction families by construction similarity method.
WSPARTE KOMPUTEROWO MODELOWANIE TOPOGRAFII POWIERZCHNI
COMPUTER AIDED SURFACE TOPOGRAPHY MODELLING
Piotr Cichosz, Maciej Kowalski – Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska
Mikolaj Kuzinovski – Wydział Mechaniczny Uniwersytetu w Skopje, Macedonia
Przedstawiono metodykę matematycznego modelowania topografii powierzchni. Omówiono i pokazano możliwoci programu komputerowego umożliwiającego łatwe i efektywne modelowanie niemal dowolnych powierzchni wirtualnych. Zaprezentowano przykład zamodelowanych struktur geometrycznych chropowatości o bardzo dużym podobieństwie do struktur otrzymywanych na powierzchniach rzeczywistych.
Mathematical method of surface topography modelling was presented. Software possibilities of easy and efficient modelling almost any virtual surface were discussed. Examples of roughness modelled with high similarity to real surfaces after machining were presented.
ANALIZA I EKSPERYMENT W BADANIU UDAROWEJ ODPORNOCI KONSTRUKCJI
ANALYSIS AND SIMULATION OF STRUCTURE CRASHWORTHINESS
Paweł Ciela, Adam Dacko – Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej,Politechnika Warszawska
Marian Dacko, Jacek Nowak – Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna
Przedstawiono problemy numerycznego modelowania i badań dowiadczalnych procesu niszczenia elementów struktur energochłonnych. Prezentowane badania przeprowadzono przy obciążeniu quasi-statycznym. Symulacje numeryczne przeprowadzono metodą elementów skończonych używając modeli złożonych z różnych typów elementów skończonych.
The paper presents the experimental investigation, numerical modeling and simulation of impact resistance, energy absorption and structure crashwortiness. The scope of research presented in the paper covers static and (implicit dynamic) quasi-static behaviour of structural components.
ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCIOWA WĘZŁA WYSIĘGNIKA PRZECIWWAGI KOPARKI SchRs 4600.50
THE STRENGTH ANALYSIS OF THE JOINT ON THE COUNTERWEIGHT BOOM OF THE EXCAVATOR SchRs4600
Jerzy Czmochowski, Przemysław Moczko – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Ustrój nony koparki kołowej wieloczerpakowej stanowi złożoną strukturę, dla której tak na etapie projektowania, jak i analizy już eksploatowanych trudno jest określić rzeczywisty stan wytężenia. Szczególnie dotyczy to węzłów w wykratowanych wysięgnikach, w których zbiega się duża liczba prętów. Wysięgniki koparki przeciwwagi i koła czerpakowego poddane są zmiennym obciążeniom, które powodują powstawanie pęknięć w blachach przywęzłowych. Przedmiotem opracowania jest analiza wytrzymałościowa złożonego węzła ustroju przeciwwagi w pobliżu podparcia masztu tylnego koparki. Do analizy zastosowano metodę elementów skończonych, gdzie opracowano model powłokowo-belkowy wysięgnika przeciwwagi z masztem. Symulację komputerową wytężenia przeprowadzono dla obciążeń od sił bezwładności podczas obrotu nadwozia, od przemieszczeń żurawia balastowego, jak i drgań samego wysięgnika. Zidentyfikowano przyczyny pęknięć połączeń spawanych w złożonym węźle oraz zaproponowano zmiany konstrukcyjne, które zostały zaadoptowane w analizowanej koparce.
The study has covered the following issues as the strength analysis of the construction joint of the counterweight in the point, where the excavator mast is supported. For that purpose the shell-beam model of excavators counterweight boom with the mast for analysis with the use of Finite Element Method was worked out. The simulation of the effort during the crane displacement was carried out. The study presents the identification of the cause of the cracks occurred in the welded joints.
ANALIZA DRGAŃ NADWOZIA KOPARKI KOŁOWEJ WIELOCZERPAKOWEJ
MODAL ANALYSIS OF WHEEL EXCAVATORS BODY VIBRATIONS
Jerzy Czmochowski, Przemysław Moczko – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przeprowadzono analizę numeryczną i eksperymentalną nadwozia koparki kołowej wieloczerpakowej KWK1200M. W analizie numerycznej metodą elementów skończonych zastosowano model powłokowo-belkowy do struktury nośnej uzupełniony elementami specjalnymi odnośnie układu zlinowania i urządzeń zainstalowanych na koparce. Podczas pomiarów eksperymentalnych wykorzystano 16 kanałowy rejestrator do pomiaru przyspieszeń z szeregu punktów rozmieszczonych na strukturze nośnej nadwozia koparki. Stwierdzono zbieżność drgań wymuszanych podczas procesu urabiania z częstościami własnymi wysięgnicy. Efektem analiz była modyfikacja konstrukcyjna wysięgnicy zwiększająca jej sztywnoć boczną.
The study presents the numerical and experimental vibrations analysis of basic body unit of KWK 1200M wheel excavator. The shell-beam model of whole body together with hoisting rope system and stable masses was created. The experimental research was conducted with the use of multi-channel recorder, that enables to run the measurements of voltage signal taken from sensors placed on the excavator structure. The seismic vibration sensors and high resolution vibration sensors were used for measurements. The frequencies of the exciting forces generated by mining are close to the masts modal frequencies, which due to resonance causes excessive deflections. The masts lateral rigidity has been modified on the basis of the computation and measurement results.
SYMULACJA KOMPUTEROWA DEMONTAŻU ZESPOŁU CZASZY REAKTORA W INSTALACJI KRAKINGU KATALITYCZNEGO
THE COMPUTER SIMULATION DISMANTLING OF THE REACTOR SPHERICAL UNIT IN THE CATALYTIC CRACKING INSTALLATION
Jerzy Czmochowski, Jacek Muchaczow – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono analizę numeryczną MES konstrukcji zespołu czaszy reaktora podczas demontażu. Celem było sprawdzenie istniejących lub zaproponowanie nowych miejsc umożliwiających podniesienie wyeksploatowanego zespołu czaszy wraz z cyklonami znajdującej się na wysokości 50 metrów i przeniesienie na poziom zero. Opracowano model powłokowy zespołu czaszy reaktora, który posłużył do wyboru najbezpieczniejszego miejsca zamocowania lin.
It was presented the FEM numerical analysis of the reactor spherical unit construction during dismantling. The aim of work was to verfiy existing or to propose the new places, which enabled to lift exploited spherical unit with cyclones placed on 50 m height and move it on zero level. The shell model of the reactor spherical unit was worked out, which served to choose the safest fixing place of ropes.
MODELE MODALNE MASZYN PODSTAWOWYCH GÓRNICTWA ODKRYWKOWEGO EKSPLOATOWANYCH W OBSZARACH REZONANSOWYCH
MODAL MODELS OF SURFACE MINING MACHINES OPERATING IN RESONANT AREAS
Jerzy Czmochowski, Jacek Muchaczow, Robert Rosik – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Wyniki wieloletnich prac badawczych wykazują, że obciążenia eksploatacyjne wywołują w niektórych przypadkach globalne i lokalne stany niestabilne. Zjawisko to jest wywołane rezonansami lub impulsowymi udarami. Przedstawiona poniżej analiza numeryczna drgań własnych całej konstrukcji nośnej koparki KWK1200M nr 26 ma na celu określenie przyczyn powstania uszkodzeń oraz opracowanie sposobów eliminacji bądź minimalizacji drgań.
Results of long-term researches show that service loads, in some cases, cause global and local unstable states. This phenomenon is produced by resonant or impulse surges. The aim of numerical analysis of free vibration of the whole supporting structure of the excavator KWK1200M No 26 shown below is to determine the cause of damages and to work out a procedure to eliminate or minimize those vibrations.
MINIMALIZACJA LOKALNYCH NAPRĘŻEŃ W PODCIĘCIU BIJAKA
MINIMIZATION OF LOCAL STRESSES IN THE RELIEF OF THE BEATER
Piotr Danielczyk, Ireneusz Wróbel – Katedra Podstaw Budowy Maszyn, Akademia Techniczno-Humanistyczna, Bielsko-Biała
Podstawowym celem analiz opisanych w prezentowanej pracy jest ustalenie kształtu i optymalnych wymiarów podcięcia bijaka. Jako kryterium optymalizacji przyjęto wartość naprężeń lokalnych na styku bijaka i piasty (pierścienia) koła bijakowego. Przedstawiono dyskretny model obliczeniowy zbudowany z wykorzystaniem MES. Zaprezentowano wyniki symulacji numerycznych. Sformułowano wnioski.
The main aim of the analyses described in the paper is to determine the shape and size optimization of the relief of the beater. The value of local stresses on beater-hub (ring) contact has been assumed as optimization criterion. Discrete calculation model built with the use of FEM and the results of the calculations have been presented. The conclusions have been formulated.
ANALIZA POŁĄCZENIA KOREK-ŚCIANA SKRZYNKI CHŁODNICY POWIETRZNEJ
THE ANALYSIS OF THE PLUG-WALL JOINT OF THE AIR COOLER BOX
Piotr Danielczyk, Ireneusz Wróbel – Katedra Podstaw Budowy Maszyn, Akademia Techniczno-Humanistyczna, Bielsko-Biała
W artykule przedstawiono dwa modele obliczeniowe ścianki komory chłodnicy gazów. Jeden uwzględniał zjawiska kontaktowe zachodzące pomiędzy bruzdami gwintu korka i ścianki, a drugi był modelem jednolitym. Zaprezentowano wybrane wyniki obliczeń. Sformułowano wnioski.
Two calculation models of the wall of cooler chamber have been presented in the paper. One of the models took into account contact effects between the grooves of thread of the plug and the wall. The other model was a uniform one. The selected calculation results and conclusions have been formulated.
ANALIZA POŁĄCZENIA NITOWEGO Z UWZGLĘDNIENIEM NAPRĘŻEŃ RESZTKOWYCH I EKSPLOATACYJNYCH
ANALYSIS OF RIVETED JOINT SUBJECTED TO RESIDUAL AND SERVICE STRESSES
Agnieszka Derewońko, Elżbieta Szymczyk – Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
Jerzy Jachimowicz – Instytut Lotnictwa, Warszawa
W artykule przedstawiono trójetapową metodę umożliwiającą uwzględnienie naprężeń własnych generowanych podczas procesu zakuwania nitu w analizie rozciąganego zakładkowego połączenia nitowego. Wykorzystując programy oparte na metodzie elementów skończonych oraz dwu- i trójwymiarowe modele, przeprowadzono obliczenia numeryczne i analizy złącza w zakresie dużych przemieszczeń i odkształceń sprężysto-plastycznych.
Three steps nonlinear analysis is performed to obtain stress field in the joint. The influence of residual stresses from riveting for stress state in the lap joint under tensile loading is considered in this paper. Finite element method is employed to estimate stresses generated during riveting process.
SYMULACJA PRÓBY WYWRÓCENIA AUTOBUSU ZGODNIE Z REGULAMINEM EKG ONZ 66
SIMULATION OF BUS FALL OVER TEST ACCORDING TO EKG ONZ REGULATION NO. 66
ZDamian Derlukiewicz, Jacek Karliński, Eugeniusz Rusiński – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono symulację wywrócenia autobusu zgodnie z regulaminem 66 EKG ONZ. Opracowany model dyskretny poddano dynamicznej próbie wywrócenia zgodnie z regulaminem przy użyciu metody elementów skończonych. Wyniki symulacji przedstawione w pracy potwierdzają spełnienie warunków regulaminu, którymi jest nie naruszenie strefy chronionej przez konstrukcję autobusu.
The article covers following aspects of simulation of bus fall over test according to EKG ONZ regulation no. 66. Elaborated discrete model of the bus was subjected to the fall over test according to regulation with the use of finite element method. The results of simulation show that the bus construction do not cross the borders of passengers safety zone.
ANALIZA MES PŁYTY PROSTOKĄTNEJ USZTYWNIONEJ PROFILAMI ZAMKNIĘTYMI
FEM ANALYSIS OF RECTANGULAR PLATE STIFFENED WITH CLOSED PROFILES
Hubert Dębski, Józef Jonak – Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Lubelska
Rozważa się stateczność oraz stan deformacji zakrytycznej prostokątnej płyty cienkiej usztywnionej profilami zamkniętymi, poddanej działaniu obciążenia stycznego. Badania obejmowały obliczenia teoretyczne oraz analizę numeryczną konstrukcji z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Równolegle do wykonywanych obliczeń przeprowadzono badania eksperymentalne konstrukcji, stanowiące formę bieżącej weryfikacji modelu MES.
This paper presents buckling and postbuckling deformation state of rectangular plate wich are stiffened closed profiles. Researches connected theoretical calculations and numerical FEM analysis of this construction. In order to verification of numerical model experimental tests were carried out.
KOMPUTEROWY KATALOG DOBORU ELEMENTÓW DO UKŁADÓW NAPĘDU HYDRAULICZNEGO
COMPUTER CATALOGUE FOR SELECTION OF COMPONENTS OF HYDRAULIC DRIVE SYSTEM
Zygmunt Domagała, Jarosław Prokopowicz – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Układy hydrauliczne projektowane są w większości z typowych elementów. Dane tych elementów uzyskujemy z materiałów katalogowych w wersjach książkowych i elektronicznych. Problemem jest to, że wielu producentów nie oferuje pełnego asortymentu elementów hydrauliki siłowej oraz to, że elektroniczne katalogi przedstawiane są w różnych konfiguracjach. Autorzy artykułu podjęli próbę poprawy sytuacji. Na podstawie przyjętych założeń zbudowano program oraz poddano go częściowej weryfikacji.
Hydraulic systems are usually designed using typical components. Data on that components are obtained from catalogues issued both in hardcopy and electronic format. The problem is that many manufacturers do not offer the complete range of components, and that components in electronic catalogues are arranged in various configurations. The authors made an attempt to improve the situation. Based on preliminary assumptions a computer program was built and partially tested.
DIAGNOSTYCZNA RELACJA MIĘDZYSYSTEMOWA MECHANIZMÓW I NAPĘDÓW MASZYN KOPALNIANYCH
MECHANISMS AND POWER TRANSMISSION OF THE MINE MACHINERY INTERSYSTEMS DIAGNOSTIC RELATIONS
Andrzej Figiel, Franciszek W. Przystupa – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
W artykule przedstawiono potencjalne relacje diagnostyczne napędów elektrycznych i mechanizmów w maszynach kopalnianych. Współdziałające systemy techniczne, zawsze zależne od siebie procesowo-współzależne są również informacyjnie. Wiedzę o stanach mechanizmów można pozyskiwać diagnostycznie poprzez symptomy z systemu elektrycznego, za wiedzę o systemie elektrycznym można pozyskiwać z zachowań mechanizmów.
The paper presents a potential intersystems diagnostic relations for the mechanisms and the power transmission of the mine machinery. Cooperated technical systems are dependable on the working process and on the information processes way. The knowledge of the mechanisms state should be obtain on the diagnostic way through the electrical symptoms or syndromes, but the knowledge concerning the electrical system state should be obtain on the diagnostic way through the mechanical symptoms or syndromes. The paper presents an example based on the intersystems diagnostic relations between the mechanisms and the electrical power transmission of the machinery. The work presents information potential of the between-technical systems symtomization. There exists a between-systems flows of information (and the energy, and the mass) but often out of the consciousness. The necessity of this kind information flows knowledge is the basic point for the diagnosis systems creation. There we need a lot of analytical and research work for the diagnostic signals specification. The presented examples are mainly based on the power transmission systems of the mine machinery. The power transmission systems are integrated with the two categories of the technical systems mechanical and electrical. The till-to day knowledge on such interdisciplinary symptoms flow is very simply and reduced. Such low knowledge state is an starting point for the failures, break-downs and the catastrophes. The state of the knowledge lack is very improper for the effectiveness of the energy transmission process. The knowledge lack is the source of the information flow disturbances. Diagnostic information flow disturbances monitoring is an second-order Cybernetics. There exists information flow disturbances in the systems in the diagnosis of the transmission systems too generated from the symptomization process, environment of the process and from the main process. The paper shows possible effects of such disturbances in the diagnostic systems and presents the counteraction methods for such phenomenon. The all paper analysis is information theory based.
RELACJE SPRZĘŻEŃ W PROCESIE TWORZENIA UPORZĄDKOWANYCH RODZIN KONSTRUKCJI MASZYN
CONJUGATION RELATIONS IN THE PROCESS OF CREATION THE ORDERED FAMILIES OF MACHINE CONSTRUCTION
Piotr Gendarz – Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika Śląska, Gliwice
Podstawowym problemem w procesie tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji maszyn jest zachowanie relacji sprzężem między współdziałającymi elementami. Ich niespełnianie prowadzi do błędów konstrukcyjnych. W celu uchronienia się przed tak niekorzystnym stanem, niezbędne jest opracowanie metody zachowania relacji sprzężeń dla licznych typoszeregów elementów rodziny konstrukcji.
The fundamental problem in the process of ordered families creation is preservation the conjugation relations between cooperating elements. If these relations are not preserved it could results in constructional faults. To protect the designing process against this unfavorable state it is needed to elaborate the method that lets preserve conjugation relations for numerous series of types of elements of a construction family.
IDENTYFIKACJA STANU NAPIĘCIA CIĘGIEN ZAWIESZENIA KOMORY PALENISKOWEJ KOTŁA ENERGETYCZNEGO
THE IDENTIFICATION OF TENSION STATE OF THE FURNACE CHAMBER SUSPENSION STRINGS OF POWER BOILER
Artur Górski, Artur Iluk, Marcin Kowalczyk – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Jan Wyszyński – BOT Elektrownia Turów S.A.
Jednym z problemów eksploatacyjnych komory paleniskowej oraz konwekcyjnej jest ich specyficzny sposób podwieszenia na 97 cięgnach. Istotną rolę odgrywa tu odpowiedni rozdział sił na poszczególne cięgna. Efektem różnic pomiędzy tymi siłami są koncentracje naprężeń w ścianach, a także pojawienie się niepożądanych ruchów komory. W celu oszacowania efektów takich zjawisk przeprowadzono identyfikację stanu napięcia poszczególnych cięgien metodą analizy częstotliwości drgań własnych. Przedstawiono wyniki pomiarów częstotliwości drgań własnych oraz obliczeń numerycznych metodą elementów skończonych.
One of the operating problems of the furnace and convection chamber is the specific way of its suspension on the 97 strings. In this case the equivalent reaction forces distribution in particular strings has a significant part. The stresses concentrations in the chamber walls as well as the appearance of unwanted movements are the effect of diversified forces distribution. Hence, in order to eliminate these kinds of effects the identification of particular strings tension state with the use of method of frequency of free vibrations analysis was conducted. The results of free vibrations frequency measurements as well as results of numerical calculations with the use of finite element method are presented.
WYBRANE ASPEKTY ANALIZY WYTRZYMAŁOŚCIOWEJ NADWOZIA SAMOCHODU RATOWNICZO-GAŚNICZEGO
THE CHOSEN ASPECTS OF STRENGTH ANALYSIS OF FIRE-FIGHTING VEHICLE CHASSIS
Artur Górski, Tadeusz Lewandowski, Wiktor Słomski – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
W ramach projektu realizowanego przez Zakład CAD Politechniki Wrocławskiej wspólnie z firmą Dom Samochodowy GERMAZ Sp. z o. o., którego celem było opracowanie projektu nadwozia samochodu ratowniczo-gaśniczego do zabudowy na standardowym podwoziu samochodu Mercedes Benz ATEGO przeprowadzono obliczenia konstrukcji nonej i wybranych elementów wyposażenia pojazdu, w tym zbiorników na środki gaśnicze. Samochody tego typu są przeznaczone dla jednostek Państwowych i Zakładowych Straży Pożarnych, również dla górniczych służb ratowniczych, przede wszystkim w wersji z napędem na wszystkie koła.
As a part of the project carrying out by the CAD division of Wrocław University of Technology together with GERMAZ ltd., which purpose was to elaborate the design of the body of rescue-fire fighting vehicle as a equipment on the standard chassis of Mercedes Benz ATEGO, the calculations of supporting structure and chosen elements of vehicle equipment (including extinguishers-tanks) were conducted. These kinds of vehicles are assign to work in state and factory fire brigades as well as in mine rescue brigades, mainly in all wheel drive versions.
PROJEKT KONCEPCYJNY MOBILNEJ PLATFORMY PODMOSTOWEJ
CONCEPTUAL PROJECT OF A MOBILE UNDERBRIDGE PLATFORM
Antoni Gronowicz, Maciej Uberna – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono koncepcję układu kinematycznego prowadzenia platformy (pomostu) do prac obsługowych pod mostami i wiaduktami. Układ jest przejezdny, umieszczony na samochodzie ciężarowym. Dla oszacowanych wartości mas poszczególnych elementów wyznaczono trajektorię wypadkowego środka masy wskazującej na spełnienie warunków stateczności.
The paper presents the idea of a kinematic system guiding the platform used in maintenance and service of bridges and viaducts. The system is a mobile one, placed on a lorry. For the assumed dimensions and mass of elements the trajectory of system center of gravity has been determined, which confirms that the system fulfils stability conditions.
BADANIA SYMULACYJNE PROCESÓW OBRÓBKOWYCH W ŚRODOWISKU WIRTUALNYM
SIMULATION RESEARCHES OF MACHINING PROCESSES IN THE VIRTUAL ENVIRONMENT
Stanisław Iżykowski, Marek Gąbka, Paweł Surmiński – Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono proces tworzenia wirtualnego środowiska wytwarzania w systemie NCSIMUL. Opisano metodykę postępowania prowadzącą do budowy wirtualnej obrabiarki, dla której przeprowadzono symulację obróbki wielogniazdowej formy obrotowej. Dokonanie optymalizacji tego procesu i analiz wymiarowych produktu w środowisku wirtualnym umożliwiło pozytywne wdrożenie jego obróbki na maszynie rzeczywistej.
The paper introduces a process of creating a virtual environment of production in the NCSIMUL system. Described is a methodology leading to the creation of a virtual CNC machine tool, on which machining of a rotary, multi-cavity mould was simulated. Optimization of such process and dimensional analysis of the product in the virtual environment allowed for succesful implementing the machining process on a real machine tool.
IDENTYFIKACJA PRZEMIESZCZEŃ ROBOCZYCH O KINEMATYCE RÓWNOLEGŁEJ Z WYKORZYSTANIEM NARZĘDZI SYMULACYJNYCH UW
IDENTIFICATION OF WORKING MOVEMENTS OF MACHINE WITH PARALLEL KINEMATICS WITH THE USE OF THE METHOD OF MULTI-BODY SYSTEMS (MBS)
Stanisław Iżykowski, Piotr Górski – Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych układu konstrukcyjnego maszyny o kinematyce równoległej. Dotyczą one identyfikacji przemieszczeń jej platformy roboczej w trakcie realizacji zadanej trajektorii ruchu. Analizy te prowadzono z wykorzystaniem oprogramowania do symulacji metodą układów wieloczłonowych UW. Ich weryfikacji dokonano na drodze doświadczalnej.
The paper presents selected results of simulation investigations of a structure of a machine tool with parallel kinematics. The investigations were aimed at identification of displacements of the machines platform during a movement along a predefined trajectory. The analysis was performed with software for simulation by means of the method of Multi-Body Systems (MBS). The results were verified with experiments.
PROBLEMY EKSPLOATACJI SZWÓW NITOWYCH W KONSTRUKCJACH LOTNICZYCH-ANALITYCZNA I EKSPERYMENTALNA OCENA STANU NAPRĘŻEŃ
PROBLEMS OF RIVETED JOINTS USING IN THE AIR STRUCTURES ANALYTICAL AND EXPERIMENTAL STRESS EVALUATION
Jerzy Jachimowicz, Rafał Kajka, Wiesław Szachnowski – Instytut Lotnictwa, Warszawa
Elżbieta Szymczyk – Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W artykule przedstawiono metodę analizy naprężeń wokół nitu i ich weryfikacji eksperymentalnej różnymi metodami nieniszczącymi. Szczegółowe analizowanie zjawisk wokół nitu w szwie nitowym może być realizowane jedynie przy wykorzystaniu warunków brzegowych wyznaczonych w badaniach i analizach jednocześnie.
In the paper, numerical method of stress analysis and its verification with the aid of various non-destructive testing techniques was presented. Detailed analysis of effects proceeded in the area round the rivet in riveted joint could be realized only using boundary conditions determined simultaneously using analytical and experimental methods.
ZASTOSOWANIE KOMPUTEROWEJ ANALIZY AKUSTYCZNEJ W PROCESIE QUASI-STATYCZNEGO PRZEBIJANIA LAMINATU BALISTYCZNEGO
APPLICATION OF COMPUTER ANALYSIS ACOUSTIC IN PROCESS OF QUASISTATIC PUNCTURE OF BALLISTIC LAMINATE
Krzysztof Jamroziak – Instytut Dowodzenia Wyższej Szkoły Oficerskiej Wojsk Lądowych, Wrocław
Mirosław Bocian – Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, Politechnika Wrocławska
W artykule omówiono główne problemy identyfikowania laminatu balistycznego na bazie włókien aramidowych w próbie quasi-statycznego przebijania. Na opracowanym stanowisku badawczym przeprowadzono szereg testów identyfikowania procesu perforacji z zadaną prędkością wykorzystując układ pomiarowy emisji akustycznej. Wyniki z komputerowej analizy akustycznej posłużyły do oceny identyfikowanych własności dynamicznych badanego laminatu.
In the paper was described major problems of identification process the ballistic laminate made of aramid fiber in process of quasistatic puncture. Constructed test stand allowed realized a lot of identification tests of the perforation process with constant speed using data system of acoustic emission. Results computer acoustic analysis provide to estimate dynamic properties of tested laminate from identification process.
OCENA ODPORNOŚCI BALISTYCZNEJ WYBRANYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH SAMOCHODU OPANCERZONEGO
THE EVALUATION OF THE BALISTIC RESISTANCE OF THE ARMOURED VEHICLES SELECTED CONSTRUCTIONAL PARTS
Krzysztof Jamroziak – Instytut Dowodzenia Wyższej Szkoły Oficerskiej Wojsk Lądowych, Wrocław
Jacek Karliński – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Zaprezentowano możliwości i sposoby zabezpieczenia przed oddziaływaniem pocisków broni strzeleckiej stref mających duże znaczenie na eksploatację pojazdu. Ze względu na wymagania norm należy spełnić zakładane kryteria ochrony balistycznej do wszystkich elementów pojazdu, w tym silnika i jego przedziału. Jednym z elementów wrażliwych na uszkodzenie pociskami w przedziale silnikowym jest chłodnica. Element ten decyduje o niezawodności pojazdu i mobilność w strefie bezpośredniego zagrożenia ostrzałami z broni strzeleckiej. Przystępując do zabudowy tunelu chłodnicy narażonej na bezporednie trafienia pociskami lub odłamkami fragmentujących pocisków, ręcznych granatów i min małej mocy należy rozważyć dwa elementy, a mianowicie poziom ochrony i sprawnoć chłodnicy. W pracy zaprezentowano jeden z możliwych kierunków rozwiązania ochrony balistycznej przedziału silnikowego pojazdu opancerzonego.
The abstract in the paper the possibilities and methods of protecting the zones important for the vehicle exploitation against influence of the rifle bullets were presented. The criteria of the ballistic protection of every single element of the vehicle including the engine and its compartment must be fulfilled according to the modern standards. A cooler is the one element of the engine compartment particularly vulnerable to the damage made by bullets. This part is responsible for the more ability and reliability of the vehicle in the direct fire zones while building up the tunnel of the cooler which is vulnerable to the direct hits. The bullets and fragments from the frag ammunition, hand grenades and low-power land mines, two elements should be taken into consideration the level of the protection and the coolers efficiency. In this paper one possible solution to the ballistic preservation of the armored vehicles engine compartment has been presented.
STRATEGIA WYKORZYSTANIA UNIWERSALNEJ SIECI OBSERWUJĄCEJ STRUKTURY SYSTEMÓW TECHNICZNYCH
STRATEGY FOR APPLYING UBIQUITOUS COMPUTING AND SENSOR NETWORKS TO SURVEILLANCE OF CIVIL INFRASTRUCTURE SYSTEMS
Won-Suk Jang, Mirosław J. Skibniewski – Department of Civil and Environmental Engineering, University of Maryland, College Park, USA
Artykuł prezentuje rozumienie konceptualne oraz strategie modelowania obejmujące narzędzia techniczne i operacyjne. Opisuje kategorie funkcjonalnych zależności w zakresie sytuacji projektowych identyfikujących źródła technologiczne oraz ramy współzależności fizycznych i cyfrowych zjawisk tworzących komunikację środowiska dozoru struktur technicznych.
This paper presents the conceptual understanding and strategy modeling which include both technical and operational frameworks. The paper describes the categories of functional dependencies among the project events to identify the resources of technology, and frames the interoperating interfaces of physical and digital events to formulate a collaborative communication for ubiquitous computing environment in the surveillance of civil infrastructure.
DOBÓR ZASTĘPCZEJ CHARAKTERYSTYKI DYNAMICZNEJ PODWOZIA SAMOLOTU TRANSPORTOWEGO
FITTING PROCEDURE OF SUBSTITUTE DYNAMIC CHARACTERISTICS FOR TRANSPORT LANDING GEAR
Rafał Kajka – Instytut Lotnictwa, Warszawa
Wiesław Krasoń, Jerzy Małachowski – Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W pracy zaproponowano analityczną metodę wyznaczania tłumienia zastępczego układu podwozia i liniowy model amortyzatora zastosowany w modelu 2D podwozia głównego samolotu transportowego. Zastępcze tłumienie podwozia określono i zweryfikowano na podstawie wyników badań eksperymentalnych. W pracy zamieszczono wybrane wyniki z symulacji numerycznej zrzutu podwozia.
In this paper the analytical method for substitute parameters assessment of damping system of main landing gear is presented. The linear mathematical model was applied to describe the characteristics of the damper. The performed 2D rigid model was developed using Working Model software. The substitute parameters of the shock absorber were validated with experimental results. In the paper some results from numerical runs of drop tests are presented as diagrams. The next step of these computations is focused on simulations of 3D FE model of main landing gear using LS-Dyna code.
ENERGOCHŁONNOŚĆ ELEMENTÓW CIENKOŚCIENNYCH-BADANIA EKSPERYMENTALNE
ENERGY-CONSUMPTION OF THIN-WALLED ELEMENTS EXPERIMENTAL RESEARCH
Jacek Karliński – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Andrzej Tobota – Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska
Zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych ściskanych osiowo elementów cienkościennych o różnej budowie, których zadaniem jest pochłanianie energii. Przedstawiono metodologię przeprowadzania badań oraz parametry opisujące proces zgniatania. Dokonano oceny przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych.
In the recent work the results of experimental research of axial compressed thin-walled elements with different structure, which task is a consumption of energy were presented. The methodology of research conducting and the parameters that describe the process of crushing were also presented. The estimation of assumed constructional solutions was done.
OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE KONSTRUKCJI NOŚNEJ SPECJALISTYCZNEJ MASZYNY DO PROWADZENIA ROBÓT W KOPALNIACH O SZCZEGÓLNIE NISKICH WYROBISKACH
STRENGTH CALCULATION OF THE SUPPORTING STRUCTURE FOR THE SPECIFIC MACHINE WHICH IS WORKING IN THE SPECIFICALLY LOW MINES EXCAVATIONS
Jacek Karliński, Zdzisław Wach – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Zaprezentowano sposób sprawdzenia przy pomocy metod numerycznych (metody elementów skończonych) konstrukcji nośnej maszyny górniczej. Przedstawiono możliwości wymiany danych między różnymi systemami CAE dla przygotowania modelu obliczeniowego. Symulacja komputerowa umożliwiła określenie miejsc niebezpiecznych i wprowadzenie poprawek już na etapie projektowania, a jeszcze przed powstaniem prototypu projektowanej maszyny.
The paper presents the method for the numerical checking (FEM) of the mine machine supporting structure. There was shown a potential for the data exchange between CAE systems for the calculation model preparation. A computer simulation enables pointing of the specifically dangerous structure positions and for the introduction of the corrections on the designing phase before of the machine prototyping phase.
WIELKOĆ POCHŁANIANEJ ENERGII PRZEZ BELKI CIENKOŚCIENNE O PROFILU DWUOMEGOWYM ZE ZGRZEINAMI PUNKTOWYMI
AMOUNT OF ABSORBTION ENERGY BY THE THIN-WALLED TOP-HAT DOUBLE SECTIONS BEAMS WITH SPOT-WELDS
Artur Kopczyński, Eugeniusz Rusiński – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
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 energii, problematyką zrywania zgrzein punktowych podczas osiowego zgniatania belek cienkościennych oraz wpływem wytrzymałości tych zgrzein na proces pochłaniania. Zagadnienie ściskania profili cienkociennych ze zgrzeinami punktowymi ogranicza się zazwyczaj do okrelenia wielkoci pochłanianej energii, a nie jej analitycznego 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 zniszczenia zgrzein i ich rozmieszczenia na proces deformacji profili.
Zbyt wiele uproszczeń, zarówno w metodach numerycznych, jak i w metodach analitycznych, obecnie stosowanych [2] 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.
ZASTOSOWANIE METOD NUMERYCZNYCH PRZY SZACOWANIU OBCIĄŻEŃ UKŁADÓW NAPĘDOWYCH PODDANYCH ODDZIAŁYWANIOM UDAROWYM
THE USE OF NUMERICAL METHODS FOR ESTIMATING THE LOADING OF THE DRIVE SYSTEMS LOADED PERCUSSIVELY
Marcin Kowalczyk, Jerzy Czmochowski, Franciszek W. Przystupa – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Poruszono kwestię szacowania przyrostów obciążeń podczas udarów. Od uzyskiwanych wyników często zależy ostateczna postać konstrukcyjna części maszyn, zespołów, układów zabezpieczających, a popełnione w trakcie projektowania błędy przyczyniają się do wzrostu awaryjności maszyn i kosztów eksploatacji. Precyzyjność szacowania obciążeń podczas udarów zależy od zakładanych uproszczeń. Przedstawiono wyniki symulacji zderzeń narzędzia roboczego w przeszkodę przy różnym uszczegółowieniu modelu, które obrazują istotności wybranych czynników przy szacowaniu obciążeń.
The issue of estimating the increase of loading during the impact loads was discussed. The final construction of the machines elements, assemblies, protective systems often depends on the received results. Mistakes made during the designing cause the increase of machines failure and operating costs. The precise estimation of loading during the impact loads depends on the assumed simplifications. The article presents the simulations results of the working tool collision into the obstacle with the different model expanding, that exemplify the significance of chosen factors during the loading estimation.
ANALIZA WIELOWARTOŚCIOWOŚCI ZMIENNYCH LOGICZNYCH STERUJĄCYCH ZMIANĄ WARTOŚCI ARYTMETYCZNYCH PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH I/LUB EKSPLOATACYJNYCH DLA UKŁADÓW MASZYNOWYCH Z WYKORZYSTANIEM ZMODYFIKOWANYCH DRZEW LOGICZNYCH
ANALYSIS OF MULTIVALENCY OF LOGICAL VARIABLES CONTROLLING CHANGES OF ARITHMETIC VALUES OF DESIGN AND/OR OPERATIONAL PARAMETERS FOR MACHINE SYSTEMS WITH USE OF MODIFIED LOGICAL TREES
Anna Koziarska – Zakład Matematyki i Zastosowań Informatyki, Politechnika Opolska
Marian A. Partyka – Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska
Optymalizacja dyskretna może być przeprowadzona z wykorzystaniem logicznych struktur drzewiastych. Każda zmiana parametru konstrukcyjnego i/lub eksploatacyjnego jest sterowana logiczną zmienną dyskretną. Wielowartościowość zmiennych logicznych ma wpływ na prawidłowe rozpoznanie rangi ważności parametrów w procesie projektowania.
Discrete optimization can be performed with use of logical dendritic structures. Each variable of design and/or operational parameters is controlled by a logical discrete variable. Multivalency of logical variables influences correct recognition of parameter importance rank in the designing process.
PORÓWNANIE METODY ZMODYFIKOWANYCH DRZEW LOGICZNYCH Z ANALIZĄ WARIANCJI W KLASYFIKACJI PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH/EKSPLOATACYJNYCH UKŁADU MASZYNOWEGO
COMPARISON OF METHOD OF MODIFIED LOGICAL TREE WITH ANALYSIS OF VARIANCE IN CLASSIFICATION OF DESIGN /OPERATIONAL PARAMETERS OF ENGINE MATCH
Anna Koziarska – Zakład Matematyki i Zastosowań Informatyki, Politechnika Opolska
W artykule przedstawiono porównanie metody zmodyfikowanych drzew logicznych funkcji boolowskich i jednoczynnikowej analizy wariancji do klasyfikacji parametrów układu maszynowego. Do ilustracji zagadnienia wykorzystano pompę wirowośmigłową.
In this elaboration comparison of method of modified logical trees of Boolean functions and one-factor analysis of variance for classification of parameter of engine match has been presented. It take advantage whirl-flow pump for illustration of question.
METODA ZAPEWNIENIA JAKOŚCI KONSTRUKCJI POJAZDÓW I MASZYN ROBOCZYCH
QUALITY ASSURANCE METHODS OF VEHICLES AND MACHINES STRUCTURES
Sebastian Koziołek, Izabella Ławryniuk, Janusz Dudek – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono studium przypadku zastosowania metody służącej zapewnieniu pożądanej jakości wyrobu w zagadnieniu konstrukcji pojazdów i maszyn roboczych. Opisana metoda oparta jest na analizie przyczyn i skutków wystąpienia wad i niezgodności wykrytych podczas eksploatacji konstrukcji obiektu technicznego.
The paper exemplifies the case study of quality assurance methods in design process of vehicles and machines structures. Method, which has been described in this paper is based on failure mode and effect analysis, which can be detected during the production or utilization process.
CHIRURGIA ORTOPEDYCZNA WSPOMAGANA KOMPUTEROWO
COMPUTER AIDED SURGERY IN ORTHOPEDY
Paweł Krowicki, Ewelina wiątek-Najwer, Krzysztof Krysztoforski – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Josef Kozak Aesculap B Braun – Tuttlingen, Germany
Chirurgia z wykorzystaniem nawigacji odgrywa dużą rolę w dzisiejszej ortopedii. Precyzja zabiegów z nawigacją jest wyższa, co umożliwia lepsze warunki ruchu pacjentowi. Dokładnoć systemu nawigacji optycznej z kamerą na podczerwień określa wartość błędu RMS równa 0,25 mm. Systemy nawigacyjne wykorzystuje się w zabiegach wspomaganych obrazowaniem medycznym (tzw. nawigacja z obrazami) i zabiegach bez obrazów. Systemy nawigacyjne są stosowane w różnego typu zabiegach ortopedycznych, na przykład alloplastyce biodra i kolana, osteotomii czy rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego. W przyszłości zastosowanie nawigacji w zabiegach stanie się popularniejsze. Metody obrazowania nie będą jednak pominięte. Umożliwiają one indywidualne planowanie zabiegu dla danego pacjenta. Z tego względu ultrasonografia, będąca bezpieczną metodą obrazowania, powinna być rozwijana.
Computer aided surgery with use of navigation system provides very good precision. This precision is about 0,25 mm. Furthermore application of navigation system enables both CT-free surgery planning and image-aided method. Navigation systems are used in many types of surgery, like: hip and knee arthroplasty, osteotomy and anterior crucial ligaments reconstruction.
SYMULACJA NUMERYCZNA ZACHOWANIA SIĘ KOMPOZYTU METALOWEGO O OSNOWIE METALICZNEJ W WARUNKACH OBCIĄŻEŃ CIEPLNYCH
NUMERICAL SIMULATION OF THERMOMECHANICAL BEHAVIOUR OF METAL-MATRIX COMPOSITES UNDER THEMAL LOADS
Grzegorz Krzesiński, Tomasz Ludwikowski, Piotr Marek, Tomasz Zagrajek – Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska
W artykule przedstawiono efekty symulacji metodą elementów skończonych zachowania się struktury kompozytu miedziowego zbrojonego włóknem z węglika krzemu pod wpływem obciążeń zewnętrznych, mechanicznych i cieplnych. W analizach uwzględniono zależność wszystkich właściwości termomechanicznych materiałów składowych kompozytu od temperatury. W szczególności rozpatrzono obciążenia typu szok cieplny. Określono rozkład naprężeń własnych, będących efektem procesu wytwarzania. Przedstawiono koncepcję projektowania struktury kompozytu za pomocą homogenizacji-znajdowania zastępczych właściwości struktury i określania optymalnych właściwości zastępczego jednorodnego ośrodka.
The numerical models of fiber-reinforced metal matrix composites (MMC) are considered in the paper. Such composites are nowadays a subject of special interests because they include a combination of the following properties: anisotropic behavior, high strength and elasticity modulus, low sensitivity to temperature changes, high thermal and electrical conductivity. The paper presents some results of FE analyses and describes questions of micro and macro modeling of the composites using representative single cell.
ANALIZY MES W PROJEKTOWANIU PLATFORMY NONEJ SYMULATORA LOTU
FE ANALYSES IN THE DESIGN OF THE PLATFORM OF THE FLIGHT SYMULATOR
Grzegorz Krzesiński, Piotr Marek, Tomasz Zagrajek – Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska
Przedyskutowane zostały kolejne etapy komputerowo wspomaganego projektowania wytrzymałościowego platformy górnej symulatora lotu. Zbudowany model MES wstępnej wersji platformy wykazał zbyt dużą jej podatność. W celu poszukania nowego rozwiązania zbudowano model uproszczony, łatwo poddający się modyfikacjom. Model ten pozwolił na szybką weryfikację proponowanych zmian i wypracowanie ostatecznej koncepcji rozwiązania. Zbudowany pełny model MES ostatecznej wersji platformy symulatora wykazał poprawność przyjętej koncepcji. Krytyczne węzły konstrukcyjne przeanalizowano stosując technikę submodelingu. W podmodelach uwzględniono wpływ oddziaływań kontaktowych i możliwość uplastycznienia materiału.
In the paper the computer aided strength design process of the platform of the flight simulator has been presented. The FE model of the initial platform design has showed the structure to be too flexible. To find new solution the simplified FE model has been built, easy for modifications. The model has enabled quick verification of new concepts. The final FE model has showed correctness of the new design. The fully nonlinear FE submodel has been built to check the stress level in the main joint.