ANALIZA DRGAŃ ZESPOŁU KLIMATYZATORA
VIBRATION ANALYSIS OF AN AIR-CONDITIONER UNIT
Piotr Danielczyk, Ireneusz Wróbel – Katedra Podstaw Budowy Maszyn, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej
W pracy przedstawiono rozwiązanie zadania analizy modalnej prototypowej konstrukcji zespołu wentylatora wchodzącego w skład klimatyzatora przemysłowego dużej mocy. Zbudowano dyskretny model obliczeniowy z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Stwierdzono pracę urządzenia w zakresie rezonansowym. wskazano zakres zmian konstrukcyjnych, których wprowadzenie zapobiegnie tej sytuacji.
The following paper shows the solution of a modal analysis problem of a prototype construction of a fan unit which is the part of a high-powered industrial air-conditioner. A discrete calculation model was built with the use of the FeM method. A modal analysis problem was solved and the work of the device in the resonance range was noticed. the range of constructional changes, whose introduction will prevent this situation, was shown.
NOŚNOŚĆ STATYCZNA ŁOŻYSK WIEŃCOWYCH PODWÓJNYCH Z UWZGLĘDNIENIEM SIŁ PROMIENIOWYCH OBCIĄŻAJĄCYCH ŁOŻYSKO
THE STATIC CARRYING CAPACITY OF TWIN SLEWING BEARINGS WITH THE CONSIDERING OF RADIAL FORCES
Ludwik Kania, Szczepan Śpiewak – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn , Politechnika Częstochowska
W artykule zaprezentowano sposób wyznaczania charakterystyk nośności statycznej łożysk wieńcowych podwójnych z uwzględnieniem sił promieniowych. omówiono podstawowe problemy modelowania elementów łożysk podwójnych. Analizowano dwa łożyska o odmiennych rozmiarach. Przedstawiono wpływ kierunku działania sił promieniowych na nośność statyczną łożysk wieńcowych podwójnych. Przytoczone wyniki końcowe uzyskano na drodze numerycznej i zaprezentowano w formie wykresów.
The way of determining of profile of static limiting load curves (static capacity chart) with radial force of slewing bearing with double-row ball and 8-point contact is presented in this article. Basic problems of modeling component unit of slewing bearing are discussed. two slewing bearing with different sizes has been analyzed. effect of direction radial force on static carrying capacity of twin slewing bearings is presented. concluding results has been obtained in numerical way and has been presented as graphs.
NUMERYCZNA IDENTYFIKACJA KĄTÓW DZIAŁANIA ELEMENTÓW TOCZNYCH W ŁOŻYSKU WIEŃCOWYM KULKOWYM JEDNORZĘDOWYM
THE NUMERICAL IDENTIFICATION OF THE ROLLING ELEMENTS CONTACT ANGLES IN THE SINGLE-ROW SLEWING BALL BEARING
Marek Krynke – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska
W artykule przedstawiono procedurę obliczeń dla ustalenia rzeczywistych kątów działania elementów tocznych w łożysku wieńcowym kulkowym jednorzędowym o czterech punktach styku, uwzględniono najbardziej istotne parametry, takie jak nominalny kąt działania, sztywność łożyska i podatność jego mocowania, decydujące o jego nośności statycznej. w modelach obliczeniowych wykorzystano superelement zastępujący części toczne, umożliwiający uwzględnienie istotnych zjawisk zachodzących w podatnym łożysku tocznym wieńcowym. Zaprezentowano wyniki obliczeń numerycznych.
In this paper the calculation procedure for established the real contact angle of the rolling elements in four – point contact slewing bearing were presented, the most important parameters were taken into consideration , like the nominal contact angle, stiffness of the bearings and flexibility their fastening. the calculation FeM models based on superelement to replace rolling elements, that enable to take into consideration the important effects occur in flexible slewing ball bearing. it present results of numerical calculations.
MODELOWANIE METODĄ ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH POŁĄCZEŃ CENTRALNA STRUKTURA NOŚNA – CEWKI W REAKTORZE SYNTEZY JĄDROWEJ WENDELSTEIN 7X
FE MODELLING OF CENTRAL SUPPORT ELEMENTS IN WENDELSTEIN 7-X FUSION REACTOR
Grzegorz Krzesiński, Piotr Marek, Tomasz Zagrajek, Paweł Borkowski – Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska
Celem pracy było opracowanie parametrycznych modeli metody elementów skończonych kompletu złożonych połączeń śrubowych reaktora syntezy jądrowej (stellatora) montowanego w greifswaldzie w niemczech [1]. wybrane wymiary modeli, właściwości materiałowe, warunki oddziaływań kontaktowych, obciążenia, a także prezentacja wyników zdefiniowane zostały w sposób parametryczny. takie podejście pozwala na szybka analizę porównawczą różnych alternatywnych modyfikacji połączeń. opracowane modele są wykorzystywane dla określenia końcowych rozwiązań projektowych, sił naciągu śrub, akceptowalnych tolerancji wykonania i klinów stabilizujących oraz innych detali połączeń.
The aim of this work was to develop Fe parametric models of the set of complex bolted connections of the w7X stellator assembled in greifswald, germany [1]. in the models the selected dimensions, material properties, contact conditions, loads as well as results presentation are defined in a parametric way. this allows for a quick variant analyses of many modification alternatives. the developed models are used for the definition of the final connections design: bolts preload forces, acceptable tolerances and wedges stabilizing the connections etc.
WYZNACZANIE NAPRĘŻEŃ I ODKSZTAŁCEŃ W KRYTYCZNYCH PUNKTACH SPĄGNICY
DETERMINATION OF STRESSES AND STRAINS IN THE CRITICAL POINTS OF THE BASE
Monika Polak-Micewicz – Fabryka Zmechanizowanych Obudów Ścianowych FAZOS S.A.,Tarnowskie Góry, Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Opolska
Tadeusz Łagoda – Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Opolska
W pracy przedstawiono metodę wyznaczania amplitud naprężeń i odkształceń dla podzespołu spągnicy obudowy ścianowej wyprodukowanej w Fabryce Zmechanizowanych obudów Ścianowych FAZoS S.A. Spągnica została przeanalizowana przy podparciach symetrycznych i asymetrycznych z wykorzystaniem metody elementów skończonych. następnie określono miejsca krytyczne i zweryfikowano je z badaniami eksperymentalnymi.
The paper presents the method of determination of strain and stress amplitudes for the base of the roof support manufactured in Factory of Mechanized roof Supports FAZoS S.A. Analysis of the base was performed under symmetric and asymmetric supports with the finite element method. critical places were defined and the results were verified while tests.
WPŁYW LUZÓW GEOMETRYCZNYCH NA STAN NAPRĘŻENIA W OTOCZENIU NITU GRZYBKOWEGO
INFLUENCE OF GEOMETRICAL IMPERFECTION ON RESIDUAL STRESS FIELDS AROUND THE MUSHROOM RIVET
Grzegorz Sławiński, Elżbieta Szymczyk, Tadeusz Niezgoda, Jerzy Jachimowicz – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych dotyczących wpływu wybranych imperfekcji geometrycznych na stan naprężenia w otoczeniu nitu. w trakcie spęczania nitu do łączonych blach wprowadzane są naprężenia własne, których wartość przekracza granicę plastyczności. Zjawisko to wpływa na poprawę trwałości zmęczeniowej połączenia. Jednak można się spodziewać, że niedokładności wykonania mogą wpłynąć na pogorszenie wytrzymałości połączenia nitowego.
This paper deals with the numerical Fe simulation of the geometrical imperfections influence on the residual stress fields around the rivet hole. the residual stress state occurs in the rivet hole after the riveting process exceeds the yield stress level. it has a significant influence on the fatigue life improvement of aircraft structures , however, some geometrical imperfections can reduce the strength of the riveted joint.
ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCI OGNIW GĄSIENICOWYCH WIELONACZYNIOWYCH KOPAREK KOŁOWYCH
STRENGTH ANALYSIS OF CATERPILLAR LINKS OF BUCKET WHEEL EXCAVATORS
Piotr Sokolski – Zakład Podstaw Konstrukcji Maszyn i Tribologii, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono charakterystykę stanu obciążenia gąsienicowych mechanizmów jazdy. Zaprezentowano wyniki analiz wy- trzymałościowych, wyznaczono krytyczne wartości obciążeń ze względu na doraźną wytrzymałość ogniw gąsienicowych oraz wskazano najbardziej niebezpieczne przekroje konstrukcji tych elementów. obliczenia zweryfikowano doświadczalnie wynikami stanowiskowych badań wytrzymałościowych ogniw gąsienicowych.
The characteristic of loads of caterpillar carriages were shown. the results of strength analysis were presented. the critical values of forces in the context of the strength of caterpillar links were determined. the most probable areas of failures in these elements were indicated. the computations were verified empirically with results of strength measurements of caterpillar links.
NACISKI JAKO PODSTAWA OCENY GĄSIENICOWYCH MECHANIZMÓW JAZDY MASZYN ROBOCZYCH
BASE COMPRESSION AS A FOUNDATION OF EVALUATION OF CATERPILLAR CARRIAGES IN WORKING MACHINES
Piotr Sokolski – Zakład Podstaw Konstrukcji Maszyn i Tribologii, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechnika Wrocławska
Przedstawiono analizę nacisków w podłożu pod maszynami podstawowymi górnictwa odkrywkowego w kontekście diagno- zowania gąsienicowych mechanizmów jazdy. Zaprezentowano dwie metody rozwiązania problemu: metodę analityczną oraz metodę symulacji numerycznych. rozpatrzono różne przypadki rozłożenia obciążeń kół jezdnych. Jako sygnał diagnostyczny zaproponowano wykorzystanie rozkładu nacisków w podłożu występujących podczas eksploatacji maszyny. wyniki obliczeń zweryfikowano doświadczalnie.
The analysis of pressure in ground under open pit mining machinery in the context of diagnosing process of the caterpillar carriages was presented. two possible ways of solving the problem were shown: an analytical method and a method based on numerical simulations. different cases of load distribution in land wheels were examined. Utilization of parameters of pressure distribution in ground as a diagnostic signal during the machine exploitation was proposed. the results of the calculations were verified empirically.
MEZOSKALOWY MODEL MES DO OBLICZANIA ODKSZTAŁCEŃ KONSTRUKCJI Z KOMPOZYTÓW WARSTWOWYCH
MESOSCALE FEM MODEL FOR CALCULATING DEFORMATIONS OF LAMINATE COMPOSITE CONSTRUCTIONS
Jacek Stadnicki, Zbigniew Tokarz – Akademia Techniczno-Humanistyczna, Bielsko-Biała
W artykule przedstawiono metodykę tworzenia modeli MeS konstrukcji kompozytowych z kompozytów warstwowych wzmac- nianych tkaniną z włókien węglowych. Modele wykorzystują powtarzalną mikrostrukturę kompozytu – komórkę elementarną, którą jest przestrzenną kratownicą z jednowymiarowych elementów skończonych typu belkowego. Metodykę modelowania za- stosowano do obliczeń ugięć przykładowych konstrukcji kompozytowych. wyniki obliczeń zweryfikowano eksperymentalnie.
The paper shows the methodology of building FeM models of composite constructions made of laminate composites reinfor- ced with carbon fibre fabric (cFrP). the models use a repeatable microstructure of a composite – an elementary cell – which is a three-dimensional truss built with one-dimensional beam finite elements. thanks to this fact, the models reflect the internal structure of the composite. the model constants have been experimentally determined. therefore, the influence of production technology of the composite on its mechanical properties has been considered. the modelling methodology has been used to calculate deflections of exemplary composite constructions. the results have been experimentally verified.
WPŁYW MODELU PODPARCIA WAŁU KORBOWEGO NA WYNIKI ANALIZY STRUKTURALNEJ
INFLUENCE BEARING MODEL CRANSCHAFT ON STRUCTURAL ANALYSIS RESULTS
Ireneusz Wróbel – Wydział Budowy Maszyn i Informatyki, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej
W artykule przedstawiono dyskretny model wału korbowego pompy nurnikowej wykorzystany do analiz wytrzymałościowych. wyznaczono obciążenia działające na wał. Zbadano jak wpływa sposób modelowania podparcia wału na obraz warstwic naprężeń Hubera-von-Missesa i na deformację wału. Sformułowano wnioski i zalecenia.
A crank shaft of plunger pump have been analyzed in the paper. the analysis has been done using finite element method and nastran program. Loads forces on crank has been assigned. influence modeling bearing crank shaft on structural analysis result has been calculated.
WYKRYWANIE BŁĘDÓW GEOMETRYCZNYCH W ZAPISIE CAD NA WYBRANYM PRZYKŁADZIE Z PRAKTYKI INŻYNIERSKIEJ
PRACTICAL CAD MODEL VALIDATION IN THE INDUSTRIAL PROBLEMS
Wojciech Ziętak – Capvidia NV, Leuven, Belgium
Michał Nowak – Instytut Silników Spalinowych i Transportu, Zakład Metod Projektowania Maszyn, Politechnika Poznańska
W artykule przedstawiono procedurę wykrywania błędów geometrycznych w zapisie CAD stosowaną w firmie Boeing. do wykonania zalecanych przez firmę Boeing operacji kontroli poprawności translacji zapisu geometrii pomiędzy różnymi syste- mami CAD wykorzystano oprogramowanie compareVidia opracowane w firmie capvidia. Jako przykład weryfikacji wybrano problem przeniesienia projektu części z systemu CATIA V5 do systemu Solidworks.
In the paper the procedure of CAD model validation implemented in Boeing company is presented. the validation require- ments was performed by specialized software compareVidia developed by capvidia company. two CAD models, the original modeled in CATIA V5 and derived, after the translation to the Solidworks CAD system was compared.
ZASTOSOWANIE NUMERYCZNEJ ANALIZY PRZEPŁYWU DO OCENY JAKOŚCI AMORTYZATORÓW OLEJOWYCH POJAZDÓW DROGOWYCH
THE APPLICATION OF THE FINITE VOLUME METHOD IN THE CONSTRUCTION OF SHOCK ABSORBERS IN VEHICLES
Marcin Tkaczyk, Dawid Paszczyński, Andrzej Kaźmierczak, Wojciech Walkowiak – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Artykuł zawiera przykładowe zastosowanie metody objętości skończonych do konstruowania amortyzatorów pojazdów. Przedstawiono badania numeryczne przepływu płynu roboczego dla istniejącego rozwiązana konstrukcyjnego. na podstawie wyników badań sprecyzowano możliwości optymalizacji konstrukcji oraz przedstawiono charakterystykę obciążeniową uzyska- ną na drodze numerycznej dla zoptymalizowanej konstrukcji.
In this paper some application of the finite volume method in the construction of shock absorbers in vehicles is demonstra- ted. the numerical study of flow fluid for existed constructions was presented. the results of numerical research to determine construction optimization and characteristics for construction optimization was included.
WYBRANE ZAGADNIENIA DYNAMICZNEGO OBCIĄŻENIA FALĄ UDERZENIOWĄ PŁYTY STALOWEJ WYWOŁANĄ DUŻYM ŁADUNKIEM WYBUCHOWYM
SOME QUESTIONS OF DYNAMIC BURDEN THE BLAST WAVE OF STEEL PLATE THE LARGE EXPLOSIVE LOAD
Wiesław Barnat, Robert Panowicz, Tadeusz Niezgoda – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej,WAT
W artykule przedstawiono wyniki badań nad modelowaniem fali uderzeniowej dla dużych ładunków o równoważniku 1 kg tnt. rozpatrzono skutki oddziaływania fali ciśnienia pochodzącej od detonacji dużego ładunku tnt na stalową płytę o grubo- ści 6 mm zarówno na drodze eksperymentalnej jak i symulacji komputerowej za pomocą metody elementów skończonych.
The several shockwave modeling methods in the construction engineering were presented. the main effort was aimed at the aerial shockwave caused by blast. the shock wave propagation was studied in numeric and analytic way. A limited validation based on experimental tests was performed for the numerical model.
NUMERYCZNA ANALIZA ODDZIAŁYWANIA WYBUCHU NA POJAZD Z UWZGLĘDNIENIEM FALI ODBITEJ OD PODŁOŻA
NUMERIC ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF PROTECTION LAYER SHAPE OF COMBAT VEHICLE BOTTOM AGAINST THE CAPACITY OF EXPLOSION ENERGY ABSORPTION
Wiesław Barnat, Robert Panowicz, Tadeusz Niezgoda – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, WAT
W artykule przedstawiano wyniki analizy numerycznej układu mechanicznego opisanego poprzez obszary eulera i elementy Lagrange’a. interakcje pomiędzy pojazdem a ładunkiem uzyskano dzięki sprzężeniu ogólnemu. Przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych dla elementów struktury nośnej wozu bojowego obciążonej udarem wygenerowanym wybuchem dużego ładunku wybuchowego pod dnem pojazdu przy uwzględnieniu fali odbitej od podłoża.
This study represents the preliminary modification of the light armoured vehicle bottom. this modification aims at the crew security improvement, by bottom armour modification. the results of numeric calculations for carrying structure elements of the combat vehicle are presented, the structure being charged by the surge generated by the impact of an anti-bottom mine explosion.
ANALIZA NUMERYCZNA UDERZENIA ODŁAMKIEM W PŁYTĘ WARSTWOWĄ
NUMERICAL ANALYSIS OF HIGH-VELOCITY IMPACT INTO PLATE BY FRAGMENT SIMULATING PROJECTILE
Tadeusz Niezgoda, Krzysztof Kosiuczenko, Wiesław Barnat, Robert Panowicz – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznej uderzenia pojedynczego odłamka, zaprojektowanego wg amery- kańskiej normy obronnej, we fragment opancerzenia w kształcie prostokątnej, 2-warstwowej płyty, którą wykonano z materiałów ortotropowego oraz izotropowego. obserwowano zdolność ochronną, wyrażająca się zdolnością absorpcji energii kinetycznej, przebijalnością oraz odchyleniem toru ruchu odłamka. Ukazano różnice w stosunku do przebijania zwykłym pociskiem.
The paper presents results of numerical simulation of the impact of a single fragment, designed in accordance with U.S. de- fense standards, the piece of armor was a rectangular shape , 2-layer shield. the shield was made of a orthotropic and isotropic material. the protective ability expressed by the kinetic energy absorption capacity, and the deviation of penetration along the line of the trajectory of the fragment was observed. it showed the differences with a usual piercing projectile.
NUMERYCZNO DOŚWIADCZALNE BADANIE WARSTWY ELASTOMEROWEJ OBCIĄŻONEJ FALĄ UDERZENIOWĄ
INVESTIGATION OF PLATES COVERED WITH ELASTOMERIC COATINGS SUBJECTED TO SHOCK WAVE LOADING
Tadeusz Niezgoda, Wiesław Barnat, Robert Panowicz, Roman Gieleta – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
Przedmiotem przedstawionych badań była numeryczno-doświadczalna analiza energochłonnych elastomerowych warstw połączona z weryfikacją eksperymentalną. opracowane struktury elastomerowe stanowią perspektywiczne materiały i będą wykorzystywane do rozwiązywania problemów związanych ze zwiększeniem bezpieczeństwa pojazdów wojskowych oraz newral- gicznych konstrukcji rurociągów i gazociągów szczególnie w niebezpiecznych miejscach, takich jak przejścia nad rzekami itp.
The subject of investigation was numerical and experimental analysis of energy absorbing elastomeric layers in connection with experimental verification. the energy absorbed layers were subjected to pressure impulse simulating a blast. the elabora- ted structures will be applied to solve problems connected with increasing the security of military vehicles and crucial oil and gas pipeline structures, particularly in dangerous locations, such as crossings over rivers etc.
NUMERYCZNA ANALIZA PRZEPŁYWU TRÓJWYMIAROWEGO CIECZY RZECZYWISTEJ PRZEZ JEDNOSTOPNIOWĄ POMPĘ ODŚRODKOWĄ ZE SPIRALNYM KANAŁEM ZBIORCZYM
NUMERICAL ANALYSIS OF 3-D FLOW OF VISCOUS FLUID THROUGH SINGLE-STAGE CENTRIFUGAL PUMP WITH VOLUTE CASING
Andrzej Zieliński, Tomasz Tabaczek, Maciej Zawiślak – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
W pracy porównano ze sobą wyniki analizy przepływu wykonane dwuwymiarową metodą osobliwości oraz trójwymiarową metodą rozwiązywania uśrednionych równań naviera-Stokesa. w pierwszym przypadku obliczenia dotyczyły palisady samego wirnika omywanej cieczą doskonałą. w drugim przypadku dotyczyły całej pompy przy czym uwzględniono zarówno lepkość medium jak i niestacjonarność przepływu związaną z obrotami łopatek wirnika względem nieruchomego języka spirali. odtwo- rzono charakterystykę przepływu oraz rozkłady prędkości i ciśnień. Sformułowano wnioski.
In this paper there are compared the results of flow analysis made using the 2-d method of singularities and the 3-d method based on solution of rAnSe. in the first case there was calculated the flow of inviscid fluid through the cascade of impeller blades. in the second case there was computed the flow of viscous fluid through the entire pump, including the unsteadiness of flow caused by rotation of impeller in relation to non-symmetric volute casing. Flow characteristics and distributions of velocity and pressure were predicted. conclusions were formulated.
PODOBIEŃSTWO KONSTRUKCYJNE A RELATYWNE KOSZTY W TYPOSZEREGACH KONSTRUKCJI
CONSTRUCTION SIMILARITY AND RELATIVE COSTS IN CONSTRUCTION SERIES OF TYPES
Piotr Gendarz, Mateusz Cielniak – Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika Śląska, Gliwice
W gospodarce rynkowej istotne jest intensyfikowanie prac w zakresie tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji. od- nośnie doboru cech konstrukcyjnych istnieją metody i środki wspomagające te stadia procesu. natomiast brak narzędzi ekono- micznej oceny tworzenia uporządkowanych rodzin konstrukcji. celem artykułu jest przedstawienie metody wyznaczania relatywnych kosztów w typoszeregach konstrukcji w celu racjonalnego ich tworzenia.
There is no tool to estimate costs. the construction attributes calculating programs are developed. But manufacturing costs valuation is based on expert’s opinion. the dedicated tool is needed. the decisions made in early projecting – constructional stage is very important for production costs. the four main cost esti- mating methods were distinguished: feature-based method, method based on construction similarity theory, cAM method, and simplified method. in the first method technological operations are dedicated to specified pieces of element. cost manufacturing of every piece is specified. Based on elementary costs the whole part manufacturing cost is calculated. in the second method selected part manufacturing costs are functionally depended on main part manufacturing costs. the third, cAM method, is based on time calculation from manufacturing process simulation. Finally, the simplified method uses normalized masses of analyzed parts pieces. the balance coefficients of those pieces are specified. All this methods allows estimating cost which varies of construction and technological attributes. the future based estimating methods needs a database. the cAM method is most accurate. But it can be applied with numerical controlled machine only. the simplified method is not so much complex, but the result is most non-accurate.
ANALIZA NUMERYCZNA PRZEKRYCIA PRĘTOWEGO O KONSTRUKCJI STALOWEJ
NUMERICAL ANALYSIS OF ROD ROOF STRUCTURE/DOME/OF STEEL CONSTRUCTION
Wiesław Baran, Jan Żmuda – Wydział Budownictwa, Politechnika Opolska
Wojciech Habant – POLBAU Zakład Techniczno-Budowlany Sp. z o.o., Opole
Artykuł dotyczy geometrycznego kształtowania kopuł prętowych oraz analizy statycznej prętowego przekrycia o konstrukcji stalowej. dokonano charakterystyki kształtu przekrycia dla potrzeby zadaszenia obiektu typu hala widowiskowo-sportowa. Przedstawiono model numeryczny oraz wybrane wyniki analizy statyczno-wytrzymałościowej kopuły geodezyjnej w kształcie tzw. „dna kotła”. obliczenia wykonano w systemie robot.
The article concerns geometrical formations of rod domes as well as static analysis of rod roofs of steel construction. the shape of the analysed roof was considered in terms of roofing the sports hall. Static analysis of numeric defined computational model of the rod dome in shape of ” bottom of the boiler” was conducted in robot system.
OPTYMALIZACJA KONSTRUKCJI PÓŁSKORUPOWEJ Z UŻYCIEM ALGORYTMU GENETYCZNEGO
SEMI-MONOCOQUE OPTIMIZATION USING GENETIC ALGORITHM
Tomasz łodygowski, Krzysztof Szajek, Marcin Wierszycki – Instytut Konstrukcji Budowlanych, Politechnika Poznańska
Elementy powłokowe wzmacniane podłużnicami oraz wręgami, ze względu na mały ciężar w stosunku do nośności, są bardzo często stosowane w przemyśle lotniczym. Podstawowa zaleta jaką jest duża współpraca elementów powłokowych i prę- towych powoduje jednocześnie trudności w ich projektowaniu. w artykule opisano optymalizację półskorupowej konstrukcji z wykorzystaniem algorytmu gentycznego. Podstawowym celem optymalizacji była redukcja masy przy ograniczeniach naprę- żeniowych i stateczności powłoki.
The semi-monocoque structure is very often used in the aerospace industry. the key advantage of this kind of structure is a low weight of it in relation to load capacity. However, the particular characteristic of semi-monocoque structure – cooperation between frame and stressed skin is simultaneously a source of key disadvantage of it. this paper describes the design optimiza- tion semi-monocoque using genetic algorithm. the primary objective of optimization is reduction of weight and key limitation is local stability of the skin. Authors discuss used optimization algorithm and numerical models. the focus is on optimization procedures.
BUDOWA MODELU NUMERYCZNEGO STANOWISKA BADAWCZEGO OKŁADZIN CIERNYCH
NUMERICAL MODEL OF THE SPECIAL TEST RIG CALLED IL-68
Paweł Baranowski, Jerzy Małachowski, łukasz Mazurkiewicz – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
Rafał Kajka – Instytut Lotnictwa, Warszawa
W artykule przedstawiono proces tworzenia modelu geometrycznego, a w kolejnych etapach numerycznego, stanowiska ba- dawczego okładzin ciernych iL-68. w modelu tym skupiono się na zespole tarciowym, zawierającym głowice, w którym monto- wane są próbki z okładziną cierną. Analizę procesu hamowania w ujęciu numerycznym przeprowadzono kodem komputerowym do analiz dynamicznych z wykorzystaniem procedury rozwiązania bazującego na jawnym kroku całkowania.
In the first part of investigations the experimental tests were conducted based on commercial brake pad materials. Several sets of brake pads were subjected to laboratory brake tests in a special test rig. this paper presents the development process of numerical model for this testing machine (called iL-68). in order to simplify the model only the frictional units were taken into consideration. the geometrical model was performed thanks to CAD techniques. in the next stage successfully the finite element model was developed using HyperMesh software. in the final stage all performed computations were done based on dynamic code called Ls-dyna. All implemented material properties and boundary conditions exactly corresponds to laboratory tests. Based on all performed calculations it is shown that the explicit solver is highly efficient for this sophisticated nonlinear dynamic problem. results include deformation, stress distribution and contact forces showing which regions of the contact area are in stick or slide condition.
INŻYNIERIA ODWROTNA W PROCESIE ODTWARZANIA USZKODZONYCH LUB ZUŻYTYCH CZĘŚCI MASZYN I NARZĘDZI
REVERSE ENGINEERING IN THE PROCESS OF RECOVERY DAMAGED OR WORN MACHINE PARTS AND TOOLS
Tomasz Będza, Mariusz Frankiewicz, Bogdan Dybała, Edward Chlebus – Centrum Zaawansowanych Systemów Produkcyjnych CAMT, Politechnika Wrocławska
Inżynieria odwrotna jest stosowana wtedy, gdy zachodzi potrzeba rekonstrukcji modelu komputerowego obiektu fizycznego. Szczególnie ciekawym zagadnieniem jest odtwarzanie modeli obiektów uszkodzonych, gdzie niewystarczające jest zastosowanie typowego procesu inżynierii odwrotnej polegającego na bezpośredniej konwersji chmury punktów do postaci modelu nUrBS. w pracy przedstawiono przykłady takich rekonstrukcji i możliwości re w zakresie odtwarzania modeli CAD uszkodzonych czę- ści maszyn i narzędzi.
Reverse engineering is used when a computer model of a physical object needs to be reconstructed. A particularly intere- sting issue is the reconstruction of damaged objects, where the typical reverse engineering process, involving a direct conver- sion of point clouds to nUrBS model is not sufficient. the paper presents examples of such reconstruction and capabilities of re process in the area of recovering CAD models of damaged machine parts and tools.
WPŁYW ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNEGO NA STAN NAPRĘŻEŃ I ODKSZTAŁCEŃ W ZAZĘBIENIU CYKLOIDALNYM
THE INFLUENCE OF DESIGN FEATURES FOR DISPLACEMENT AND STRAIN IN CYCLOIDAL GEAR SET
Krzysztof Biernacki, Jarosław Stryczek – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
W artykule określono wpływ wybranych parametrów konstrukcyjnych na rozkłady wartości przemieszczeń i naprężeń w ze- spole kół cykloidalnych. rozpatrywano takie czynniki jak zmiany konstrukcyjne, rozdaj materiału oraz współczynnik wysokości zębów λ. Analiza ta ma charakter ogólny. Podstawowym celem autorów jest wprowadzenie tworzywa sztucznego jako materiału na budowę kół cykloidalnych zamiast stali.
In the article was described the influence of construction parameters on displacements and stresses in the cycloidal gears. the following factors has been considered such as design changes and the ratio of high of tooth λ. this analysis is general in nature. the replace of a plastic as a material for construction of the cycloidal gears instead of steel is main aim of authors.
PRZYBLIŻONA METODA BADANIA DRGAJĄCYCH GIĘTNIE UKŁADÓW MECHANICZNYCH I MECHATRONICZNYCH JAKO WPROWADZENIE DO ICH SYNTEZY W UJĘCIU GRAFÓW
APPROXIMATE METHODS OF INNVESTIGATION OF FLEXIBLY VIBRATIING MECHANICAL AND MECHATRONIC SYSTEMS AS INTRODUCTION TO THEIR SYNTHESIS REPRESENTED BY GRAPHS
Andrzej Buchacz – Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika Śląska, Gliwice
Celem pracy jest wyznaczenie podatności dynamicznej drgającej belki swobodnej metodą dokładną i przybliżoną – Galerkina oraz odwzorowanie modelu belki w hipergraf w przypadku obu metod analizy. takie ujęcie polega na wyznaczeniu różnic pomiędzy biegunami i przebiegami charakterystyk, otrzymanymi metodą dokładną i przybliżoną. Ponadto „redukcja” współrzędnych w przypadku wyznaczania ich charakterystyk metodą przybliżoną stała się asumptem do opisu jej za pomocą hipergrafu trójwierzchołkowego i tym samym może być wprowadzeniem do syntezy drgających układów belkowych o odcinkowo stałym przekroju.
Purpose of this paper is determination of dynamical flexibliity of vibrating beam by the exact and approximate methods and creating the hypergraphs of the beam in case of two methods of analysis. Approach was to nominate the relevance or irrelevan- ce between the characteristics obtained by considered methods – especially concerning the relevance of the natural frequen- cies-poles of characteristics of beam. Moreover the “eduction” of co-ordinates in case of determination their characteristicsr by means the approximate method stood occasion to description it for help three-vertex hypergraph and it can be an introduc- tion to synthesis of vibrating beam-systems with constant cross sections and class of flexibly vibrating discrete-continuous me- chatronic systems as well.
IDENTYFIKACJA MODELU I ANALIZA DRGAŃ UKŁADU TRÓJCZŁONOWY WYSIĘGNIK TELESKOPOWY-SIŁOWNIK ZMIANY WYSIĘGU W PŁASZCZYŹNIE OBROTU ŻURAWIA LABORATORYJNEGO
IDENTYFICATION OF M ODEL AND VIBRATION ANALYSIS OF THE SYSTEM THREE MEMBER TYPE TELESCOPIC BOOM – HYDRAULIC CYLINDER OF CRANE RADIUS CHANGE IN THE ROTARY PLANE OF THE LABORATORY CRANE
Dawid Cekus – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska
Na podstawie przeprowadzonej eksperymentalnej analizy modalnej oraz poprzez rozwiązanie zagadnienia optymalizacyjnego bazującego na algorytmie genetycznym, w pracy dokonano identyfikacji stałych sprężyn reprezentujących elastyczne podparcie układu trójczłonowy wysięgnik teleskopowy – siłownik zmiany wysięgu w płaszczyźnie obrotu żurawia laboratoryjnego. Wykorzystując zidentyfikowany model przeprowadzono przykładowe analizy wpływu wybranych parametrów na częstości drgań własnych układu.
In the paper the free vibration problem of the system consisting of the three member type telescopic boom of the laboratory crane, the hydraulic cylinder of crane radius change and the elastic support system has been presented. The model has been formulated in order to represent the vibrations in the rotary plane of the laboratory crane. The transverse vibrations of the boom and transverse vibrations of the hydraulic cylinder have been considered in the coupled model of the system with consideration of elasticity of support system. In the computational model the analysed system has been replaced by the discrete-continuous model. The free vibration problem of the analyzed system has been formulated and solved on the basis of Lagrange multiplier formalism. The experimental modal analysis has been done and the genetic algorithm has been worked out with the aim of identifying spring constants of the support system elements. The analysis of the influence of the hydraulic cylinder and the length of the telescopic boom on the free vibration frequencies has been carried out on the basis of identified vibration model of the considered system. The examples of the experimental and numerical results have been presented.
EKSPERYMENTALNO-NUMERYCZNE BADANIA ZŁĄCZA MOSTU NOŻYCOWEGO
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY OF A PIN JOINT OF THE SCISSOR BRIDGE
Marian Dacko, Łukasz Filiks, Wiesław Krasoń – Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
Mosty nożycowe AVLB charakteryzuje wysoka mobilność i modułowa budowa. Pojedynczy moduł-przęsło takiego mostu składa się z dwóch dźwigarów; gotowych jezdni i konstrukcji wsporczych. Do połączenia segmentów dźwigarów w pojedynczym przęśle mostu stosuje się złącza sworzniowe [1, 2]. Wybrane aspekty badań eksperymentalnych i numerycznych złącza głównego mostu nożycowego BLG przedstawiono w niniejszym artykule. Różne modele numeryczne 3D oraz analizy MES , wykonano dla obiektu-modelu złącza głównego wykonanego w Wojskowych Zakładach Inżynieryjnych Dęblin (WZInż.). Identyczny model rzeczywistej konstrukcji poddano badaniom na stanowisku wytrzymałościowym w WAT. Porównano wyniki tych badań.
Scissors-AVLB type bridges are characterized by high mobility and modular structure. Single module-span consists of two spanning parts-girders of the bridge; two main trucks and support structure. Pin joints are used between modules of the girders in single bridge span. Some aspects of experimental tests and numerical study of the main pin joint of scissor BLG bridge are presented in this paper. Various 3D numerical models and FE analyses here presented were carried out for a object-model of the main pin joint prepared in WZInż Deblin. The same model of a real structure was examined during stand test in WAT. Results of these studies were compared.
WYBRANE PROBLEMY W M ODELOWANIU SZYBKOZMIENNYCH ZAGADNIEŃ DYNAMICZNYCH
CHOSEN PROBLEMS IN M ODELING THE HIGHLY-DYNAMIC PROBLEMS
Adam Dacko, Jacek Toczyski – Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, MEiL, Politechnika Warszawska
Artykuł przedstawia szereg problemów związanych z dobraniem odpowiednich parametrów analizy numerycznej podczas modelowania szybkozmiennych zagadnień dynamicznych. W artykule poruszono m. in. kwestię wyboru sformułowań elementów powłokowych i ich wpływu na końcową postać deformacji obciążanej struktury. Zbadano również wrażliwość wyników na przyjęte uproszczenia w modelowaniu sprzężenia płyn/struktura w zadaniu, w którym sprzężenie to odgrywa kluczową rolę. Potwierdzono bardzo silne wskazania na korelację wyników obliczeń z badaniami eksperymentalnymi. Bez takich korelacji często trudno jest mówić o prawidłowych wynikach otrzymanych z programów typu „explicit”.
Paper presents a number of problems in choosing the appropriate parameters of the numerical FE (explicit) models of dynamic fast-changing phenomena. The paper addresses the issue of choice of shell elements formulations and their influence on the final deformation of analyzed structure. In the paper the sensitivity of results to the choices in modeling of fluid-structure interaction was also examined. Studies confirm very strong necessity of the correlation of analysis results with experimental data. Without such a correlation it is difficult to “define” the correctness of the results obtained from the “explicit” codes.
WYKORZYSTANIE SUPERELEMENTÓW W OPTYMALIZACJI Z UŻYCIEM M ES
SUPERELEMENTS IN OPTIMIZATION WITH THE USE OF THE FEM M ETHOD
Piotr Danielczyk – Katedra Podstaw Budowy Maszyn, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej
W artykule przedstawiono rozwiązanie zadania poszukiwania optymalnego kształtu i wymiarów dachu hali z elementami nośnymi w postaci belki ażurowej przy wykorzystaniu metody elementów skończonych. Do analiz przygotowano dyskretne modele obliczeniowe hali: model pełny, oparty o elementy powierzchniowe oraz modele zbudowane z wykorzystaniem superelementów. Pokazano przykładowe rozwiązanie zadania oraz korzyści wynikające z zastosowania superelementu.
The following paper shows the solution of searching optimal shape and dimensions of the hall roof with carrying elements in the form of a cellular beam with the use of the Finite Elements Method. Discrete calculation models of the hall have been prepared for the analyses: the full model based on surface elements and models built with the use of superelements. An exemplary solution of the problem and the benefits of using the superelement have been shown.
ZASTOSOWANIE GRAFÓW ROZGRYWAJĄCYCH PARAMETRYCZNIE I DEKOMPOZYCJI W PROCESIE OPTYMALIZACJI DYNAMICZNYCH STRUKTUR SYSTEMOWYCH
APPLICATION OF GAME GRAPH- STRUCTURES AND DECOMPOSITION IN OPTIMIZATION PROCESS OF DYNAMIC STRUCTURE SYSTEMS
Adam Deptuła, Marian A. Partyka – Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska
Przedstawiono zastosowanie grafów rozgrywających parametrycznie i dekompozycji do analizy i syntezy własności dynamicznych układów maszynowych. Różne rozwiązania grafowe oznaczają powiązania wielkości wejściowych, wyjściowych oraz parametrów konstrukcyjnych. Opisano metodę rozkładu grafu zależności na strukturę drzewiastą rozgrywającą parametrycznie oraz wprowadzono dodatkowy wierzchołek czasowy, wynikający z modelu fizycznego, uzyskując układ z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego.
The paper concerns application of game graph- structures and decomposition for analysis and synthesis of dynamic properties of machine systems. Different graph solutions mean connections between input and output data as well as design parameters. The paper includes a detailed description of change of dependence graph distribution into game tree- structures and an additional time vertex resulting from the physical model was introduced. The system with closed loop of feedback was obtained.
OCENA CZYNNIKÓW TECHNOLOGICZNYCH W ZINTEGROWANYM ROZWOJU PRODUKTU
ASSESSMENT OF TECHNOLOGICAL FACTORS IN INTEGRATED PRODUCT DEVELOPMENT
Mariusz Frankiewicz, Tomasz Będza, Bogdan Dybała, Tomasz Boratyński – Centrum Zaawansowanych Systemów Produkcyjnych Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska
W artykule omówiono metody oceny czynników technologicznych związanych z wytwarzaniem prototypów fizycznych w zintegrowanym rozwoju produktu. Omówione zostały metody badań dokładności procesów szybkiego prototypowania oraz wytwarzania narzędzi, realizowane m.in. w oparciu o inżynierię odwrotną.
The article discusses methods for assessing technological factors associated with the production of physical prototypes in an integrated product development. Methods, such as reverse engineering processes, for accuracy assessment of rapid prototyping and rapid tooling processes have been discussed.
TECHNOLOGIE RECYRKULACJI W SYSTEMIE MODUŁOWYM SIŁOWNIKÓW HYDRAULICZNYCH STOSOWANYCH W GÓRNICTWIE
REFURBISHING TECHNOLOGIES OF HYDRAULIC BAYS APPLIED IN M INING INDUSTRY
Piotr Gendarz, Witold Janik – Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika Śląska, Gliwice
Rozwijanie technologii recyrkulacji jest wymogiem gospodarki rynkowej, w której konkurencyjność wymusza zmniejszanie kosztów użytkowania środków technicznych. Dotyczy to szczególnie tych środków technicznych, w stosunku do których, zastosowany jest duży reżim działania w skrajnych warunkach jak np. siłowników hydraulicznych stosowanych w górnictwie. Dzięki skutecznym metodom recyrkulacji, których celem jest konstruowanie ze względu na recyrkulację oraz przygotowanie technologii recyrkulacji w zależności od przewidywanych uszkodzeń środków technicznych, udaje się zmniejszyć koszty użytkowania maszyn górniczych, a tym samym zmniejszyć ceny wydobycia węgla.
Develop of refurbishing technologies is a need of national economy market, in which competition exacts minimization technical means use costs. Especially technical means that has huge regime work in difficult conditions e.g. hydraulic bays applied in mining industry. Thanks to the efficient refurbishing methods, which target is design oriented to refurbishing and technologies preparation assigned to predicted failures of technical means, cost of mining industry technical means exploit decrease and simultaneously decreases cost of coal output. Article also presents examples of refurbishing provided especially to technical means used in mining industry (hydraulic actuators).
ZASTOSOWANIE METODY ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH DO ANALIZY STYKU WYSTĘPUJĄCEGO W STANDARDOWYCH WĘZŁACH TRIBOLOGICZNYCH
APPLICATION OF FINITE ELEMENT M ETHOD FOR ANALYZING CONTACT IN STANDARD FRICTION NODES
Piotr Kowalewski, Wojciech Wieleba, Anita Portasiak – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Artykuł zawiera opis badań przeprowadzonych w celu określenia rozkładu nacisków występujących w strefie styku wybranych układów tribologicznych. Podstawowym narzędziem wyznaczającym naciski była metoda elementów skończonych. Badania dotyczyły skojarzeń geometrycznych stosowanych przy badaniach tworzyw sztucznych, tzn. takich w których występuje styk rozłożony, dlatego też przyjęte w modelu założenia i uproszczenia dotyczyły badań tarcia w skojarzeniu metal-polimer. Wyniki badań mogą być wykorzystane w dyskusji nad parametrami tarcia stosowanymi w eksperymentach tribologicznych.
The paper describe method of modeling and analyzing contact stress distribution in chosen tribological nodes. Analyzes based on results from finite elements friction model. The experiment involves three different geometrical cases of friction node. All cases base on flat contact typical for metal-polymer friction couples. Results of experiments could be consider in the discussion of experimental tribological investigation and accuracy of experimental friction characteristics.
ANALIZA ROZWIĄZAŃ SPRZĘTOWYCH I PROGRAMOWYCH W FUNKCJI WIARYGODNOŚCI WYNIKÓW BADAŃ EKSPERYMENTALNYCH W TRAKCIE BADANIA SIŁ SKRAWANIA I TEMPERATURY W PROCESIE SKRAWANIA
ANALYSIS OF HARDWARE AND SOFTWARE SOLUTIONS IN FUNCTION OF THE RELIABILITY OF EXPERIMENTAL RESEARCH RESULTS DURING INVESTIGATION OF CUTTING FORCES AND TEMPERATURE IN THE CUTTING PROCESS
Mikolaj Kuzinovski, Mite Tomov – Ss. Cyril and Methodius, University in Skopje, Faculty of Mechanical Engineering, Macedonia
Neven Trajčevski – Military Academy – Skopje, Macedonia
Piotr Cichosz – Institute of Mechanical Engineering and Automation of the Wroclaw University of Technology, Wroclaw
W artykule opisano procedurę wspomagania komputerowego pomiaru i analizy sił skrawania i temperatury w procesie skrawania w obróbce toczenia, przy użyciu własnego rozwiązania sprzętowego oraz własnego oprogramowania. Wyznaczono, że są możliwe źródła błędów w proponowanych rozwiązaniach sprzętowych i programistycznych. Zaproponowano rozwiązania w celu zmniejszenia obszaru wyników pomiarów rozpraszania. Podano zalecenia dotyczące wprowadzania i obliczania niepewności wyników badań eksperymentalnych.
The paper describes a procedure for computer aided measurement and analysis of cutting forces and temperature in the cutting process by machining with turning, by using own software and hardware developed solutions. Denoted are possible sources of errors in the proposed software and hardware solutions. There are proposed solutions for reducing of the domain of the measurements results scattering. Given are recommendations for introduction and calculation of the uncertainty of the results of experimental researches.
SOLID WORKS W FUNKCJI WPŁYWU PARAMETRU MODELOWANIA NA CHROPOWATOŚĆ PODCZAS PROCESU TOCZENIA
SOLID WORKS IN FUNCTION OF PARAMETER M ODELING ON ROUGHNESS FROM TURNING PROCESS
Mikolaj Kuzinovski, Tasko Smileski, Mite Tomov – Ss. Cyril and Methodius, University in Skopje, Faculty of Mechanical Engineering, Macedonia
W artykule przedstawiono otrzymane modele matematyczne do określenia parametrów Rt, Ra, Rv, Rp, RS m i Rmr(c) w profilu chropowatości elementów obrabianych przez obrót. Profil chropowatości uzyskuje się w wyniku kinematycznej geometrii kopiowania narzędzia tnącego na nowo powstałą powierzchnię, biorąc pod uwagę wpływ zmiany kątów λs , γo , κr promienia rε, oraz posuwu f. Weryfikacja osiągniętych modeli matematycznych wykonano biorąc pod uwagę parametr modelowania na profilu chropowatości przy użyciu oprogramowania SolidWorks.
The study presents achieved mathematical models for determination of parameters Rt, Ra, Rv, Rp, RS m and Rmr(c) on roughness profile machined by turning. The roughness profile is achieved as a result of cinematic-geometry copying of the cutting tool on the new formed surface, considering the influence from the change of angles λs , γo , κr radius rε, and feed f. Verification of the achieved mathematical models is made with parameter modeling on the roughness profile by use of software program SolidWorks.
MODELOWANIE PODKRYTYCZNEGO ROZWOJU SZCZELINY ZMĘCZENIOWEJ W STARYCH STALACH KONSTRUKCYJNYCH Z UŻYCIEM PROGRAMÓW FRANC2D/3D ORAZ AFGROW
THE PRECRITICAL FATIGUE CRACK GROWTH M ODDELING IN OLD STEEL SUPPORTED BY FRANC2D/3D AND AFGROW SOFTWARE
Grzegorz Lesiuk, Mieczysław Szata – Wydział Mechaniczny, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, Politechnika Wrocławska
W artykule przedstawiono wyniki badań własnych rozwoju szczeliny zmęczeniowej w stali zgrzewnej z 1861 r. – pochodzącej z elementów konstrukcyjnych Mostu Piaskowego we Wrocławiu. Przedstawiono podstawowe własności wytrzymałościowe tej stali po blisko 150 latach eksploatacji. Wykonano także model numeryczny rozwoju pęknięć w stabilnym zakresie w programie FRANC 2D oraz AFGROW . Uzyskano dobrą zgodność pomiędzy wartościami z badań eksperymentalnych i uzyskanymi w modelu numerycznym.
In this paper, the authors have been shown the experimental test results of fatigue crack growth rate in old (puddled steel) from Piaskowy Bridge (erected in 1861 year in Wroclaw). Mechanical properties of puddled steel (after 150-years operating) are also presented and described in this issue. Numerical model of the stable fatigue crack growth has been prepared in FRANC 2D (based on FEM/BEM) and Afgrow software. It is shown below, that the numerical results are in a good conformity with experimental data.
KONSTRUKCJA PIECA DO FORMOWANIA KIESZENI RURKOWYCH Z FISELINY
TELECTRIC FURNACE TO PRODUCTION OF TUBULAR POCKETS FROM POLYESTER
Tadeusz Leśniewski, Piotr Antoniak, Jacek Sipa – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Zakład Podstaw Konstrukcji Maszyn i Tribologii, Politechnika Wrocławska
W artykule przedstawiono projekt pieca będącego częścią automatycznej linii do wytwarzania kieszeni rurkowych z fiseliny, które stosowane są do wytwarzania akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Projekt pieca powstał z wykorzystaniem programu SolidWorks, a zastosowane w nim rozwiązania (nie stosowane w dotychczasowej technologii wytwarzania kieszeni) pozwalają na prawie całkowite wyeliminowanie prac ręcznych oraz zwiększenie wydajności i zysków.
In the paper, the Authors present a project of electric furnace which is a part of the automatic line for manufacturing of tubular plate separators from polyester for the production of lead-acid accumulators. The project of the furnace arose with usage of the SolidWorks program and applied solutions (unapplied in up to now in technology of production of tubular plates) allow almost fully eliminate of manual works and increase efficiency and profits.
ANALIZA UKŁADU PODWOZIA SAMOLOTU TRANSPORTOWEGO W FAZIE PRZYZIEMIENIA
ANALYSIS OF TRANSPORT LANDING GEAR UNIT IN TOUCHDOWN PHASE
Jerzy Małachowski, Wiesław Krasoń, Kamil Sybilski – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W prezentowanej pracy przedstawiono metodykę badania podwozi samolotu transportowego bazującego na etapowych analizach z wykorzystaniem modeli numerycznych o zróżnicowanym stopniu złożoności. Przeprowadzone analizy dowiodły, że we wstępnym etapie projektowania konstrukcji możemy zastosować modele analityczne oraz analizy bazujące na elementach sztywnych, które pozwalają w krótkim czasie przetestować działanie dowolnego układu mechanicznego z różnymi parametrami wejściowymi oraz stwierdzić wstępną poprawność nowo projektowanej konstrukcji. Dokładniejsze, wirtualne testowanie konstrukcji pociąga za sobą konieczność budowania modelu pełnego na podstawie geometrii 3D CAD, z wykorzystaniem technik obliczeniowych bazujących np. na metodzie elementów skończonych.
Landing is the most dangerous phase of aircraft flight. High momentary forces appear in the elements of the landing gear during touchdown. They result from the necessity of absorbing and dispersing the energy of decline. An aircraft designed and utilized according to the regulations should be able to absorb the energy of decline during touchdown as well as the energy resulting from horizontal movement. It is indicated in these studies that numerical analysis of the strength of the construction elements of the examined aircraft’s part (beside experimental research) is a necessary stage of proper methodology of aviation research, in particular in programming and reliability evaluation and development of methods of increasing durability in case of solutions already used in practice. In this paper the analytical method for dynamic parameters assessment of damping system of main landing gear is presented. The linear mathematical model was applied to describe the characteristics of the damper in the developed landing gear models. In the carried out computations using LS-Dyna the following matters were taken into consideration: contact problems between collaborating parts based on the penalty function, the phenomena of energy absorption by gas-liquid damper placed in the landing gear and the response of the landing gear during touchdown of a flexible wheel with the ground. Calculations were performed using the so-called direct-integration procedure, colloquially called the ‘explicit integration’.
BADANIA M ODELOWE DEFORMACJI M IKROSTRUKTURY PIANKI W PRÓBIE JEDNOOSIOWEGO ŚCISKANIA
MODEL RESEARCHES OF FOAM M ICROSTRUCTURE DEFORMATIONS UNDER UNIAXIAL COMPRESSIVE LOAD
Tadeusz Niezgoda, Danuta Miedzińska – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W artykule przedstawiono metody modelowania mikrostruktur materiałów porowatych. Następnie pokazano wyniki badań eksperymentalnych dla próby jednoosiowego ściskania pianki aluminiowej o porach zamkniętych. Wyniki przeprowadzonej analizy numerycznej dla wyidealizowanej mikrostruktury tego materiału przedstawiono w postaci deformacji i zależności naprężenie – odkształcenie porównano z wyżej opisanym eksperymentem. Otrzymane rezultaty wykazały wysoką zbieżność.
In the paper some methods of the porous materials microstructure modeling are presented. Then the uniaxial compression test experimental results for the closed cell aluminum foam are shown. The numerical analysis of that material idealistic microstructure compression test was carried out and its results (deformations and stress – strain curves) are compared to the experimental ones. The high convergence between experiment and FE calculations appeared.
INTEGRACJA NARZĘDZI PROGRAMISTYCZNYCH W CELU OPTYMALIZACJI ZAUTOMATYZOWANEJ LINII PRODUKCYJNEJ W PRZEMYŚLE SAMOCHODOWYM
SOFTWARE TOOLS INTEGRATION IN OPTIMISATION OF AUTOMATED PRODUCTION LINE IN A CAR INDUSTRY
Konrad Okulicz – Cologne University of Applied Sciences
Jerzy Wróbel – Instytut Podstaw Budowy Maszyn, PolitechnikaWarszawska
W pracy dokonano krytycznego przeglądu prac związanych z zastosowaniem klasycznego, matematycznego podejścia do zadania optymalizacji w procesie projektowania. Przedstawiono także ogólne zasady konstrukcji sformułowane przez prof. Osińskiego wraz z ich zapisem matematycznym. Zaproponowano podejście nieklasyczne, polegające na integracji stosowanych narzędzi programistycznych i na realistycznej symulacji w środowisku wirtualnej rzeczywistości przy aktywnym uczestnictwie decydentów, którzy podejmują decyzje związane z wyborem „najlepszego” rozwiązania. Jako przykład takiego podejścia przedstawiono wyniki projektu, polegającego na optymalizacji zautomatyzowanej linii produkcyjnej wytwarzania elementów nadwozia samochodu osobowego.
The critical revue of papers devoted classical mathematical approach to optimization problems in the design process is presented. The general design principles formulated by professor Osiński are described together with their mathematical description. The non classical mathematical approach to optimization problems in the design process is proposed. This approach is based on integration of all software tools and realistic simulation generated in virtual reality environment and active participation of decision makers in design process. The optimization of automated production line in a car industry is considered as an example of this approach.
NUMERYCZNA OCENA ZNISZCZENIA ELEMENTÓW POCISKU PG-7G PRZY KONTAKCIE Z PANCERZEM PRĘTOWYM
NUMERICAL ANALYSIS OF PG -7G GRENADE DEFORMATION PROCESS AT CONTACT WITH ROD ARMOUR
Robert Panowicz, Kamil Sybilski, Tadeusz Niezgoda, Wiesław Barnat – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W artykule przedstawiono wyniki symulacji uderzenia pocisku PG-7G z głowicą kumulacyjną, w pancerz prętowy, w szerokim zakresie kątów uderzenia. Przedstawiono deformacje i zniszczenia najważniejszych elementów układu, jakimi są wkładka kumulacyjna i materiał wybuchowy. Oceniono możliwości utworzenia się strumienia kumulacyjnego w wyniku zadziałania uszkodzonego układu.
The aim of this paper is numerical analysis of PG -7G grenade deformation process as a result of contact with rod armour at great range incident angles. Deformation and the process of destruction of important parts of the grenade are presented. The probability level of shape charge jet formation on the basis of liner and explosives deformation was estimated.
BADANIA CFD WSPÓŁPRACY ELEMENTÓW PRZEPŁYWOWYCH W POMPIE PITOTA
THE INVESTIGATION CFD CO-OPERATE OF THROUGH FLOW ELEMENTS IN THE PITOTE PUMP
Wojciech Plutecki – Hydro-Vacuum S.A., Grudziądz
Pompy Pitota są jednostkami charakteryzującymi się niewielkimi gabarytami, nieskomplikowaną konstrukcją oraz relatywnie niskimi kosztami produkcji. W pracy przedstawiono wpływ wymiarów charakterystycznych wirującego bębna na charakter opływu cieczy wokół nieruchomo utwierdzonego czerpaka. Zilustrowano powstające przy tym prądy powrotne oraz rozkłady i kierunki wektorów prędkości na wlocie do czerpaka dla zadanych wydajności Q pompy.
The pitote pumps are product features unsophisticated construction, small dimensions and cheap price of production. This paper described influence structural parameters selected elements pitote pump at liquid flow character around stationary pitote tube. It is submitted remanses and resolution of a relative velolocity vector on inlet to tube. Results are featured for different capacity.
IMPLEMENTACJA M ODELU GEOMETRYCZNEGO WYSIĘGNIKA ŻURAWIA LEŚNEGO W ŚRODOWISKU OBLICZENIOWYM MATLAB-SIMULINK
IMPLEMENTATION OF THE GEOMETRICAL M ODEL OF FOREST CRANE BOOM IN M ATLAB-SIMULINK ENVIRONMENT
Bogdan Posiadała, Paweł Waryś – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska
Andreas Paczynski – Hochschule Ravensburg-Weingarten, Germany
W artykule przedstawiono sposób wykorzystania modelu CAD żurawia leśnego do symulacji ruchu układu. Analizę kinematyki przeprowadzono w środowisku Matlab/Simulink. Wyniki przedstawiono w postaci czasowych przebiegów realizacji toru ruchu.
In this paper modeling methods and output of computer aided simulation of forest crane movement has been presented. Simulations was made using the Matlab/Simulink application. The way of an implementation of the SolidWorks model was described.
MODEL ZASTĘPCZY DRGAŃ POPRZECZNYCH WYSIĘGNIKA ŻURAWIA LEŚNEGO
SUBSTITUTION M ODEL OF TRANVERSE VIBRATIONS OF THE FOREST CRANE BOOM
Bogdan Posiadała, Paweł Waryś – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska
W artykule przedstawiono modele dyskretne drgań poprzecznych wysięgnika żurawia leśnego. Przeprowadzono redukcję układu rzeczywistego do układów dyskretnych o zastępczych wartościach mas i sprężystości. Przedstawione rozważania dotyczą drgań układu w płaszczyznach podnoszenia i obrotu.
In this paper the models of transverse vibrations of the forest crane boom have been presented. The reduced masses and elasticities of the models have been derived. The presented considerations are concern on the lifted and rotation planes of boom motion.
ALGORYTMICZNA METODA TWORZENIA TYPOSZEREGÓW TECHNOLOGII
ALGORITMIC METHODS OF SERIES OF TYPES TECHNOLOGY CREATING
Rafał Rząsiński, Piotr Gendarz – Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika Śląska, Gliwice
Jednym z podstawowych zagadnień poruszanych w artykule jest integracji cech konstrukcyjnych i cech technologicznych do półautomatycznego generowania dokumentacji technologicznej. Podejścia to przedstawione jest jako metoda algorytmiczna tworzenia typowielkości technologicznej. Dobór określonych składników technologii realizowany jest z zastosowaniem operatorów technologicznych. Proces tworzenia typoszeregów technologii ujęty jest w pakiecie programów i baz danych.
This paper shows algorithmic understanding of getting input data in the process of technology creating based on data of construction. Basic tool of realization of data selection for the process of manufacture is algorithmic method and use of advanced graphic program. The basic result of the analyzed problem is the realization of relations between construction and technology for specified series of types of elements of machine engines. Moreover the algorithmic method with its essential constituents which determine input date of algorythmisation of processes of selection of technological features on bases of constructional features was introduced. Working on defined reports between construction and technology the row of applications and computational programs were elaborated. Visual BASIC programming language as well as AutoLISP used in AutoCAD program were applied in preparing computational program. Access and I-DE AS programs were applied to create the databases of tolls and instrumentations.
PROTOTYP STANOWISKA DO BADAŃ ELEKTRYCZNEGO AKTUATORA PODWOZIA PRZEDNIEGO DUŻEGO SAMOLOTU PASAŻERSKIEGO
TEST RIG PROTOTYPE FOR TESTING OF FRONT LANDING GEAR ELECRICAL ACTUATOR DESIGNED FOR PASSENGER AIRCAFT
Zbigniew Skorupka, Wojciech Kowalski, Rafał Kajka – Instytut Lotnictwa, Warszawa
Ze względu na ekologię oraz ekonomię wszystkie dziedziny mechaniki coraz częściej korzystają z napędów i sterowania elektrycznego. Lotnictwo nie jest poza tym trendem, jednakże ze względu na konieczność zapewnienia niezawodności i bezpieczeństwa, prace nad wykorzystaniem układów elektrycznych postępują wolniej niż w innych gałęziach przemysłu. W poniższym artykule, autorzy pragną przedstawić proces projektowania i wdrożenia stanowiska do badań elektrycznego układu sterowania podwoziem przednim dla dużego samolotu pasażerskiego.
Due to ecologic and economic reasons modern industry uses electrical drives and steering systems. Aviation is in this trend but restrictive safety and reliability requirements are the reasons of slower progress than in rest of the industry. In this article authors want to show process of designing, making and implementing test rig prototype for testing electrical actuator designed for front landing gear steering of passenger aircraft.
WPŁYW USZTYWNIEŃ WEWNĘTRZNYCH PODZESPOŁÓW WSPORCZYCH NA DYSTRYBUCJĘ OBCIĄŻEŃ W ŁOŻYSKU WIELKOGABARYTOWYM
THE INFLUENCE OF INTERNAL STIFFENING OF SUPPORTING SUBASSEMBLIES ON THE DISTRIBUTION OF LOADS IN LARGE SIZE BEARING
Tadeusz Smolnicki – Wydział Mechaniczny, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Michał Cieśla – Wydział Mechaniczny, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska
Kształtowanie węzłów obrotu nadwozia maszyn roboczych i dźwigowych ze względu na dystrybucję obciążeń w łożysku wielkogabarytowym jest zadaniem wymagającym dużej wiedzy z zakresu wytrzymałości oraz sprawności w budowie adekwatnych modeli obliczeniowych. Na przykładzie węzła obrotu nadwozia ładowarko-zwałowarki przeprowadzono analizę wpływu usztywnień wewnętrznych na dystrybucję obciążeń w łożysku. Zbudowano modele obliczeniowe wariantywnych postaci konstrukcyjnych platformy nadwozia i przeprowadzono obliczenia metodą elementów skończonych. Wyznaczono obciążenie elementów tocznych. Sformułowano wnioski.
Developing of swing nodes of working and lifting machines due to the distribution of the loading in the large-size bearing is a task requiring the extensive knowledge of the strength and efficiency in the construction of adequate computational models. On the basis of the swing node of loading-dumping conveyor an analysis of the impact of internal stiffeners on the distribution of loading in the bearing was conducted. Computational models of variable forms of structures of platform body were built and the calculations with use of finite element method were conducted. The loading of the rolling elements was determined and the conclusions were formulated.
METODA WYZNACZANIA MAKSYMALNYCH NAPRĘŻEŃ W ELEMENTACH UKŁADÓW ROBOCZYCH MŁOTÓW HYDRAULICZNYCH
METHOD OF EVALUATION OF MAXIMAL STRESSES IN THE WORKING SYSTEMS OF THE HYDRAULIC HAMMERS
Marek Sokolski – Zakład Inżynierii Niezawodności i Diagnostyki, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Omówiono niektóre problemy rozwoju młotów hydraulicznych stosowanych w górnictwie. Szczególną uwagę zwrócono na ograniczenie prędkości uderzenia w młotach bijakowych, uwarunkowane wytrzymałością elementów układu „bijak-narzędzie”. Przedstawiono dwie koncepcje oceny naprężeń generowanych uderzeniem w układach roboczych o różnej strukturze narzędzi: metodę analityczną opartą na teorii falowej oraz rozwiązania numeryczne wykorzystujące MES.
Some problems of the development of hydraulic hammers are presented. The special attention was focused on the limitation of the impact velocity in the so-called beater – hammer, which is conditioned by the strength of the elements of the “beater – tool” system. Two concepts of evaluation of the stress generated in working systems with different structure of the tools: the analytical method based on the wave theory and the numerical solution based on FEM were presented
WYBRANE PRZYPADKI ZAMOCOWAŃ SIŁOWNIKÓW HYDRAULICZNYCH PODDANYCH OBCIĄŻENIU EULERA W ASPEKCIE STATECZNOŚCI I DRGAŃ WŁASNYCH
CHOSEN KINDS OF FIXED OF HYDRAULIC CYLINDER SUBJECTED TO A EULER LOAD IN ASPECT OF STABILITY AND FREE VIBRATIONS
Lech Tomski, Sebastian Uzny – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska
W niniejszej pracy przeprowadzono badania teoretyczne i numeryczne dotyczące stateczności i drgań własnych smukłego układu w postaci siłownika hydraulicznego, który poddano obciążeniu Eulera. Rozpatrywano sześć możliwości zamocowania siłownika. Na podstawie zagadnienia brzegowego przeprowadzono szereg symulacji numerycznych. Wyznaczono obciążenie krytyczne oraz krzywe charakterystyczne na płaszczyźnie obciążenie – częstość drgań własnych w zależności od parametrów układu.
Theoretical and numerical research concerned to stability and free vibrations of slender system in form of hydraulic cylinder which was subjected to Euler load were made in this work. Six possibility of fixed of hydraulic cylinder were considered in the paper. On the basis of the boundary problem a lot of numerical simulations were carried out. Critical load and characteristic curves on the plane load – natural frequency were determined in dependence on parameters of considered system. Coefficient of asymmetry flexural rigidity of piston rod and cylinder (μa), coefficient of overlap (ζA) and external load (P) were used in the numerical calculations. Moreover limiting value of coefficient of asymmetry flexural rigidity piston rod and cylinder (μgr) was determined in the work. Limiting value of coefficient of asymmetry flexural rigidity (μgr) separated two regions. Hydraulic cylinder breaks down in result of lost of stability in first region (μa ∈ (0, μgr)). Hydraulic cylinder breaks down in result of effort of cydinder material in second region (μa 〉 μgr). Stress of part of cylinder which was filled by liquid was calculated on the basis of the Lamé theory.
MODELOWANIE PROCESÓW TRIBOLOGICZNYCH Z WYKORZYSTANIEM TECHNIKI KOMPUTEROWEJ
THE APPLICATION OF COMPUTER TECHNQUE FOR MODELING OF TRIBOLOGICAL PROCESSES
Wojciech Wieleba – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Wykorzystanie techniki komputerowej do modelowania procesów tribologicznych jest utrudnione ze względu na złożoność zjawisk zachodzących podczas tarcia i zużywania. Autor przedstawił możliwość wykorzystania wyników badań doświadczalnych prezentujących zależność współczynnika tarcia i intensywności zużywania od parametrów ruchowych w obliczeniach numerycznych dotyczących oporów tarcia, a także trwałości ślizgowych elementów maszyn wytworzonych z materiałów polimerowych.
The application of computer technique for modeling of tribological processes is difficult because of the complexity of the phenomena occurring during friction and wear. The author presents the possibility of application the results of experimental tests of coefficient of friction and wear ratio in numerical calculations of friction resistance and durability of machine elements made of polymeric materials.
BUDOWA NOWEGO MODELU MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH
BUILDING A NEW MODEL OF CONSTRUCTIONAL MATERIALS
Piotr Żach – Instytut Podstaw Budowy Maszyn, Politechnika Warszawska
W budowie maszyn coraz częściej są stosowane struktury o bardzo dużych odwracalnych odkształceniach, nazywane materiałami hiperelastycznymi. Celem pracy jest zbudowanie modelu właściwości lepkosprężystych materiałów w oparciu o bazę wiedzy doświadczalnej przy założeniu, że funkcję dyssypacji można przedstawić w postaci analogicznej do funkcjonału sprężystego znanego z teorii materiałów hiperelastycznych.
The structures about very large reversible deformations, designate the hyper-elastic materials in construction of machines more often be practical. In support about knowledge base experimental, aim of work is presented built methodology of elasticity propriety materials with large deformation. A assumption is a dissipation function we have present in analogous figure to elasticity function, well- known with theory of hyper-elastic materials.
WYMIANA DANYCH W PROCESACH WSPÓŁPRACY CAD-CAM
ELECTRONIC DATA EXCHANGE PROCESS OF COOPERATION CAD-CAM
Paweł Zając – Wydział Mechaniczny Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Zakład Logistyki i Systemów Transportowych, Politechnika Wrocławska
Pierwszym etapem w cyklu powstawania produktu jest projektowanie – do tego powszechnie stosuje się oprogramowanie typu CAD. Następnym etapem jest przygotowanie produkcji, do czego predestynowane są aplikacje typu CAM/CAE. Potem wkraczają programy typu MES oraz moduły różnych systemów ER P nadzorujące produkcję, zarządzające mediami i kontrolujące zagadnienia związane z utrzymaniem ruchu oraz systemami elektronicznej wymiany danych – EDI , współpraca z maszynami (wagi, obrabiarki, czytniki kodów, kolektory danych itp.).
The first stage in the cycle of product creation is the design – to the commonly used CAD software. The next step is to prepare the production, what type of applications are suited CAM / CAE. Then enter programs like FEA and the various modules of ER P systems to monitor the production, media management and control issues related to maintenance and EDI , working with machines (weights, machine tools, code readers, data collectors, etc.).
OCENA WYTRZYMAŁOŚCIOWA NARZĘDZIA LAPAROSKOPOWEGO Z ZASTOSOWANIEM MODELOWANIA NUMERYCZNEGO
STRENGTH EVALUATION OF A LAPAROSCOPIC TOOL USING NUMERICAL MODELLING
Kazimierz Mutwil, Joanna Lisok – Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska, Gliwice
W artykule przedstawiono wyniki badań weryfikujących wytrzymałość narzędzia stosowanego w chirurgii laparoskopowej. W wyniku przeprowadzonych obliczeń z zastosowaniem metody elementów skończonych wskazano na miejsca w urządzeniu, w których następuje spiętrzanie naprężenia w konsekwencji czego obszary te charakteryzować się będą niższą trwałością od pozostałych elementów narzędzia. W obszarach krytycznych dokonano modyfikacji cech geometrycznych i konstrukcyjnych urządzenia. Wynikiem przeprowadzonych modyfikacji było zmniejszenie poziomu naprężenia w obszarach krytycznych o ok. 30-50% czego efektem będzie wzrost trwałości narzędzia stosowanego w chirurgii laparoskopowej.
The paper presents the results of research verifying the strength of a tool used in laparoscopic surgery. Following the calculations made using the finite element method, some areas have been identified in the instrument, where stress concentration takes place, in consequence of which these areas are characterized by lower durability than other components of the tool. Modification of geometric properties and design features of the tool was made in critical regions. This has led to a reduction of the stress level in the critical regions by ca. 30-50%, the effect of which will be enhanced durability of the tool used in laparoscopic surgery.
KONSTRUKCYJNE UWARUNKOWANIA TRWAŁOŚCI KOMÓR PRZEGRZEWACZY PARY
CONSTRUCTIONAL FACTORS DETERMINING THE DURABILITY OF STEAM SUPERHEATER CHAMBERS
Kazimierz Mutwil – Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii , Politechnika Śląska, Gliwice
W pracy przeprowadzono badania wpływu szoków termicznych podczas rozruchu kotła na wielkość naprężenia w komorze przegrzewacza pary. Metodą elementów skończonych przeprowadzono obliczenia wytężenia komory poddanej zmiennej w czasie temperatury. Przedstawiono koncepcję rozwiązania konstrukcyjnego króćca wlotowego, która minimalizuje wpływ szoków termicznych na wytężenie materiału komory przegrzewacza.
Described are investigations of thermal shock influence on stress magnitude in superheater chamber during start-up a boiler. Calculations concerning effort of a chamber, subject to time-variable temperature, are made with the help of finite element method presented is conception of the inlet sub pipe technical solution that minimizes the influence of thermal shocks on a superheater chamber effort.
MULTIPLIKATYWNA REGRESJA WIELOKROTNA DLA KRYTERIUM KOMPROMISU W OPTYMALIZACJI DYSKRETNEJ NA PRZYKŁADZIE POMP ZĘBATYCH
MULTIPLICATIVE MULTIPLE REGRESSION FOR THE COMPROMISE CRITERION IN DISCRETE OPTIMIZATION FOR EXAMPLE GEAR PUMPS
Marian A. Partyka, Rafał Łuszczyna – Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska
W opracowaniu przedstawiono koncepcję szczegółowej analizy rangi ważności parametrów eksploatacyjnych układów maszynowych. Na przykładzie znamionowych danych pomiarowych pompy zębatej zaprezentowano algorytm prognostyczny stanowiący integrację logicznych drzew decyzyjnych i metody analizy regresji wielokrotnej. Wykazano adekwatność iloczynowej wartości współczynnika korelacji RI multiplikatywnego równania regresji wielokrotnej i optymalnego decyzyjnego drzewa logicznego dla danego układu parametrów.
The paper presents a detailed analysis of importance rank of service parameters of machine systems. Exemplary nominal measuring data for the gear pump were used for presentation of the algorithm being integration of logical decision trees and the method of multiple regression analysis. Adequacy of the product value of the correlation coefficient RI of the multiplicative equation of multiple regression and the optimum decision logical tree for the given system of parameters.
ZASTOSOWANIE TOMOGRAFII KOMPUTEROWEJ DO ANALIZY STRUKTUR MATERIAŁÓW POROWATYCH
POROUS MATERIALS STRUCTURES MODELING METHODS WITH THE USE OF COMPUTER TOMOGRAPHY
Danuta Miedzińska, Tadeusz Niezgoda – Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W artykule przedstawiono możliwości i metody tworzenia modeli numerycznych struktur materiałów przy zastosowaniu technik tomografii komputerowej. Opisano zasadę działania oraz możliwości posiadanego przez Katedrę Mechaniki i Informatyki Stosowanej Wojskowej Akademii Technicznej tomografu SkyScan 1174. Tomograf ten jest stosowany do badania mikrostruktur materiałów. Przedstawiono model i analizę numeryczną pianki poliuretanowej o porach otwartych oraz porównanie tych wyników z eksperymentem.
In the paper the methods and possible ways of the porous materials microstructures numerical models development applying the computer tomography are shown. The operating principles and opportunities of the computer micro scanner SkyScan 1174 used in the Department of Mechanics and Applied Computer Sciences at Warsaw Military University of Technology were presented. That scanner is strictly refers to the microstructural reaserches. The FE model and analysis of the open cell polyurethane foam microstructure and the comparison of the results with experimental ones were shown.
METODOLOGIA PROJEKTOWANIA ZŁOŻONYCH SYSTEMÓW MECHATRONICZNYCH NA PRZYKŁADZIE INNOWACYJNEGO POJAZDU PRZEMYSŁOWEGO
DESIGN METHODOLOGY OF COMPLEX MECHATRONIC SYSTEMS ON THE EXAMPLE OF AN INNOVATIVE INDUSTRIAL VEHICLE
Marek Stania – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska
Ralf Stetter – Konstruktion und Entwicklung in der Kraftfahrzeugtechnik, Hochschule Ravensburg-Weingarten, Niemcy
W artykule przedstawiono rozwiązanie innowacyjnego, opatentowanego autonomicznego pojazdu przemysłowego mającego zastosowanie głównie w branży logistycznej. Pojazd ten charakteryzuje się wysoką dynamiką jazdy oraz nieograniczoną manewrowością. Przedstawiono również nowe podejście podczas projektowania, rozwoju produktu mechatronicznego, który bazuje na V-modelu. Podejście to pozwala na przejrzyste, świadome planowanie i kontrolę procesu mechatronicznego projektowania nowego produktu.
In this paper the patented mechanical concept for steering and level control of a mobile robot equipped with four driving units and the methods that lead to the development of this mechatronic system is presented. The mobile robot exhibits excellent maneuverability and considerable advantages when moving in difficult environments such as rough landscapes. In the paper a refined approach to develop mechatronic systems which is based on the well-known V-model is discussed. The refined approach allows a conscious planning and control of a mechatronic design process.
MODELOWANIE PROCESU ZGRZEWANIA TARCIOWEGO ELEMENTÓW RUROWYCH
MODELING OF FRICTION WELDING TUBULAR PARTS
Andrzej Ambroziak, Marcin Winnicki – Wydział Mechaniczny, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska
Jacek Leśniewski – Alstom Power, Wrocław
W artykule przedstawiono wyniki modelowania MES procesu konwencjonalnego zgrzewania tarciowego stalowych elementów rurowych. Przeprowadzona analiza obejmowała formowanie pól temperatury z uwzględnieniem odkształcenia plastycznego. Modelowano złącza o średnicy 20 mm i grubości ścianki 3 mm. Wyniki obliczeń weryfikowano z danymi eksperymentalnymi podanymi w literaturze.
The paper presents the results of FEM modeling of conventional friction welding process of tubular steel parts. The conducted analysis covered the formation of temperature field with plastic deformation taken into account. Joints with a diameter of 20 mm and a thickness of 3 mm have been modeled. The calculation results were verified with experimental data given in the literature.
WIZUALIZACJA I DIAGNOSTYKA STANU PRACY SYSTEMU MECHATRONICZNEGO ROBOTA W CZASIE RZECZYWISTYM
VISUALIZATION AND DIAGNOSTICS OF THE MECHATRONICAL SYSTEM OF THE ROBOT IN THE REAL TIME
Andreas Paczynski – Hochschule Ravensburg-Weingarten, Germany
Paweł Waryś – Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika C zęstochowska / HS Ravensburg- Weingarten
W niniejszym artykule opisano metody i narzędzia wykorzystane do opracowania modelu symulacyjnego robota mobilnego. Zaprezentowano możliwość zastosowania bibliotek modułu SimMechanics do wizualizacji stanu pracy urządzenia mechatronicznego.
This article described the process of modeling in the SimMechanics environment on the example of a current research project. A possibility of using libraries of the SimMechanics module to the visualization of the state of the vehicle has been presented. This method is simple, easy and intuitive to apply. The information of pre-diagnostics for high dynamic mobile robot has been presented.
WYNIKI ROZWOJU ABAQUS W ANALIZIE DUŻYCH ZADAŃ LINIOWEJ DYNAMIKI
ADVANCEMENTS IN LARGE-SCALE LINEAR DYNAMICS WITH ABAQUS
Witold Kąkol – BudSoft – przedstawiciel SIMULII w Polsce
W artykule przedstawiono najnowsze wyniki rozwoju programu Abaqus w realizacji dużych zadań z dynamiki liniowej. Zwrócono szczególną uwagę na postęp w ulepszaniu solwera AMS, który pozwala w niezwykle efektywny sposób na wyznaczanie dużej liczby wartości częstotliwości i postaci drgań własnych dla dużych i bardzo dużych modeli. Uznane procedury rozwiązywania zadań nieliniowych znajdują zastosowanie w zadaniach liniowej dynamiki, dla których istotny jest stan przed wyznaczaniem odpowiedzi dynamicznej (pre-loading). Pokazano istotne różnice dla takich zadań, z i bez uwzględnienia tych efektów.
Nowadays engineers are demanding faster and more accurate simulations. More physics can be included than ever before, and larger more detailed models can be built and run than ever before. The Abaqus Unified FEA product suite offers powerful and complete solutions for both routine and sophisticated engineering problems covering a vast spectrum of industrial applications, including full set of industrial linear dynamics capabilities.
ANALIZA PRZEPŁYWU CIECZY W UJĘCIU WODY DO DERYWACJI CIśNIENIOWEJ MAŁEJ ELEKTROWNI WODNEJ
NUMERICAL ANALYSIS OF FLUID FLOW IN THE INLET STRUCTURE OF DIVERSION DUCT IN A SMALL WATER POWER PLANTE
Przemysław Szulc, Janusz Plutecki – Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Politechnika Wrocławska
W celu doprowadzenia wody do derywacji elektrowni wodnej buduje się specjalnego typu urządzenia hydrotechniczne zapewniające zasilanie turbiny wolne od zanieczyszczeń stałych niesionych przez wodę oraz posiadające możliwość regulowania, a nawet zupełnego zamknięcia dopływu. W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych w kanale ujęcia wody ze swobodnym zwierciadłem wykorzystanym do zasilania derywacji ciśnieniowej elektrowni wodnej. Wyniki obrazują przyczynę przedostawania się cząstek stałych do turbiny oraz pozwalają na wprowadzenie zmian geometrycznych kanału umożliwiających ograniczenie intensyfikacji tego zjawiska.
Diversion duct of water power plant is supplied with water by the use of special type of hydrotechnical devices. The devices ensure that the water supplied to the turbine is free of solid contamination. They also have the possibility of regulating the flow or even cutting it off completely. This paper presents the results of numerical simulations in the inlet structure of diversion pressure pipeline used for the supply of water to a small water power plant. The results reveal the cause of the presence of solid particles in the turbine and make it possible to reduce this phenomenon by changing the geometrical shape of the inlet structure.
MODELOWANIE PRZEPŁYWU KAWITACYJNEGO W MASZYNACH HYDRAULICZNYCH
NUMERICAL SIMULATION OF THE CAVITATING FLOW IN HYDRAULIC TURBO MACHINES
Marcin Janczak – Instytut Inżynierii Lotniczej, Procesowej i Maszyn Energetycznych, Politechnika Wrocławska
W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych modelowania przepływu kawitacyjnego w wybranych maszynach hydraulicznych. Zaprezentowano wpływ przyjętego sposobu prowadzenia obliczeń i stopnia uwzględnienia współpracujących z elementem roboczym, nieruchomych elementów przepływowych, na rozkład pola przepływu, w tym udział fazy gazowo-parowej i kształt charakterystyk kawitacyjnych oraz ich zbieżność z wynikami badań doświadczalnych.
This paper describes the results of numerical investigations of the cavitating flow through the stage of a multistage pump and an axial inducer. Both steady and unsteady modeling through the impeller and the stator were made. The numerical results were compared with the real ones. The influence of simplification modeling to obtain cavitation clouds in the inducer was demonstrated and the best settings for modeling in order to get high convergence of results were shown.
IDENTYFIKACJA PRZYCZYN USZKODZENIA WAŁU MIESZALNIKA CIASTA
IDENTIFICATION OF THE FAILURE CAUSES OF DOUGH MIXER SHAFT
Eugeniusz Rusiński, Tadeusz Smolnicki, Kazimierz Malcher, Mariusz Stańco – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono problemy związane z eksploatacją wału mieszadła ciasta, w zakładach spożywczych. Opisano problemy związane z prawidłowym doborem obciążeń działających na mieszadło, oraz przedstawiono metodę ich doboru. Zaprezentowano nowe rozwiązanie mieszadła, w którym zwiększono podstawowe parametry wytrzymałościowe. Określono przyczynę pękania wału.
The study covers the problems concerned with the operation of mixer dough shaft in food establishments. The problems concerned with proper selection of loads acting on the agitator, and the method of their selection are described. A new solution of the agitator, where the basic strength parameters were increased is presented. The cause of shaft breakage was identified.
WYBRANE ASPEKTY OPTYMALIZACJI DYSTRYBUCJI SIŁY NAPĘDOWEJ DLA POJAZDU PORUSZAJĄCEGO SIĘ PO TORZE KRZYWOLINIOWYM
SELECTED ASPECTS OF POWER DISTRIBUTION FOR VEHICLE MOVING ON THE CURVE
Andrzej Baier – Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Politechnika Śląska, Gliwice
Jerzy Mydlarz – Invenio Sp. z o.o., Bielsko-Biała
Omówiono zjawiska związane z przyspieszonym ruchem pojazdu po torze krzywoliniowym z prędkością zbliżoną do granicznej. Zjawiska te zostały zbadane przy pomocy trzech narzędzi: klasycznej mechaniki analitycznej, symulacji komputerowej i modelu fizycznego. Celem badań było przeprowadzenie porównania klasycznego układu napędowego 4×4 z niekonwencjonalnym, opatentowanym przez autora napędem “krzyżowym”.
Observation of the vehicles indicates that during acceleration on the curve the rear external wheel is the most loaded with vertical power. At the same time the front internal wheel is underloaded and even looses contact with the ground. Traditional drive line is not able to transfer the surplus power from the front internal wheel to rear external one. In the new patented solution, wheels are connected diagonally to improve vehicle performance and safety. Initial investigations of the new drive line performed at first theoretically, then in NX Motion Simulation environment, and finally by physical tests, confirmed the potential of the new solution.
BADANIA NUMERYCZNE AKTYWNOŚCI POWŁOK WEWNĘTRZNEGO KATALIZATORA SPALANIANUMERICAL MODELING OF INNER CATALYST COATING ACTIVITY
undefined
Anna Janicka, Marcin Tkaczyk, Wojciech Walkowiak – Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Jedną z metod ograniczania emisji substancji toksycznych do środowiska ze źródeł mobilnych jest bezpośrednia ingerencja w proces spalania silnikowego. Takim rozwiązaniem jest zastosowanie katalizatora wewnątrz przestrzeni spalania silnika. W niniejszym referacie przedstawiono wyniki pracy badawczej, opartej o badania numeryczne, której celem była analiza wpływu zastosowania wybranych powłok o własnościach katalitycznych na obniżenie energii aktywacji konwersji CO do CO2.
One of the methods of toxic emissions limitation from mobile sources is direct inference into engine combustion process. In this paper the research work, based on numerical simulations, which aim was analysis of influence of inner catalyst application on energy activation of CO to CO 2 conversion process.
MODELOWANIE METODĄ ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH METODY PENETRATORA DO BADAŃ NAPRĘŻEŃ WŁASNYCH
FINITE ELEMENT MODELLING OF NON_DESTRUCTIVE METHOD OF PENETRATION FOR DETERMINING RESIDUAL STRESSES
Dominik Głowacki, Grzegorz Krzesiński, Piotr Marek, Tomasz Zagrajek – Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska
Celem pracy jest zbadanie przydatności symulacji numerycznej metodą elementów skończonych do analizy naprężeń własnych, a w szczególności do oceny i doskonalenia nieniszczącej metody penetratora. Metoda ta została zaproponowana przez J.H. Underwooda w 1973 [7], a następnie rozwijana na Politechnice Warszawskiej przez M. Bijak-Żochowskiego [1]. Istota metody polega na wciskaniu w badany element stempla do momentu pojawienia się odpowiedniej wielkości plastycznego wypływu. Składowe tensora naprężenia, jakie panują w badanym elemencie, szacujemy na podstawie kształtu wypływu, a w szczególności z wielkości wzniosu wypływki jaki powstaje na zewnętrznej stronie odcisku. W symulacjach numerycznych pokazano silną zależność kształtu wypływu od wielkości naprężeń własnych w materiale oraz dużą zgodność z danymi doświadczalnymi. W pracy pokazano również symulację procesu wciskania rolki w próbkę cylindryczną z wstępnie wywołanymi, wskutek obróbki hartowaniem, naprężeniami własnymi. Pokazano wpływ tego wciskania na zmianę rozkładu naprężeń własnych.
The subject of this paper is the application of FE modelling for development of the penetration method and improvement of its accuracy. The method was proposed by J.H. Underwood [7] and later developed by M. Bijak-Żochowski [1, 2]. It is based on the phenomenon that the residual surface deformation around an indentation of an axisymmetrical punch (a ball, a cone etc.) is strongly dependent on the state of stress in the surface layer of the material. The detailed finite element simulation may provide information about this dependence reducing the number of necessary experiments and improving the accuracy of the stresses measurements. The presented analyses confirm the reliability of FEM and show the conformity of the numerical and experimental results.