Mirosław Ferdynus
Wykorzystanie mes w analizie struktury nośnej ramy naczepy o zmiennych parametrach eksploatacyjnych
W pracy zaprezentowano numeryczną analizę konstrukcji ramy naczepy o zmiennej długości i podwyższonej nośności przeznaczonej do transportu ładunków ponadnormatywnych. Prowadzone badania miały na celu opracowanie adekwatnych modeli numerycznych MES umożliwiających identyfikację wytężenia konstrukcji oraz stanu odkształcenia w warunkach obciążeń eksploatacyjnych. Zastosowanym do analizy narzędziem numerycznym był program Abaqus/Standard, umożliwiający prowadzenie obliczeń w zakresie geometrycznie nieliniowym z wykorzystaniem przyrostowo-iteracyjnej metody Newtona-Raphsona. W wyniku przeprowadzonych prac ustalono newralgiczne obszary ramy w których występowały niebezpieczne naprężenia. Umożliwiło to modyfikację konstrukcji pozwalającą na zmniejszenie naprężeń do bezpiecznego poziomu.
Application of fem in the analysis of the structure of a trailer supporting frame with variable operation parameters
This work presents a numerical analysis of the structure of a trailer frame of adjustable length and an increased load capacity designed for the transportation of oversize loads. The study was aimed at developing adequate numerical FEM models which would allow identification of the effort of the structure and the state of strain under operating loads. The analysis was carried out using ABAQUS/Standard, a numerical tool which enables calculations in the geometrically nonlinear range with the use of the incremental-iterative Newton-Raphson method. As a result of the analysis, trouble areas in the frame were found in which dangerous stresses occurred. This enabled modification of the structure, leading to a reduction of the stresses to a safe level.
Absorber energii w postaci cienkościennego słupa o przekroju kwadratowym z wgłębieniami
Obiektem badań jest cienkościenny absorber energii w postaci słupa o przekroju kwadratowym z szeregiem wgłębień w narożach wykonany z aluminium. Możliwości zastosowań praktycznych wydają się duże, przedstawiono perspektywę dotyczącą budowy głowicy do paletyzacji. Bada się wpływ globalnych ugięć wstępnych na podkrytyczną postać ścieżki równowagi, jako próbę oceny wrażliwości tej konstrukcji na odchylenia od osi idealnej słupa. W pracy przedstawiono szczegółowo sposób budowy modelu słupa z wgłębieniami oraz ugięciem wstępnym i zaburzeniami imperfekcjami geometrycznymi. Zalety nowego rozwiązania przedstawiono w porównaniu ze słupem o gładkich ścianach.
An energy absorber in the form of a thin-walled column with square cross-section and dimples
The object of the research was a thin-walled energy absorber made of aluminium in the form of a column having square crosssection and a series of dimples in the corners. As the possibilities of practical applications of the absorber appear to be considerable, the paper presents prospects of building a palletization head. An influence of the global initial deflections on sub-critical form of the equilibrium path was examined. This was an attempt to assess the structure’s susceptibility to deviations of the column’s axis from the ideal one. In the article a way of the column’s model construction was described in detail. The model takes into account the corner dimples, the initial deflections and the perturbations caused by geometrical imperfections. Advantages of the new solution were presented in comparison with a column having smooth walls.
Numeryczne badania pracy ściskanych elementów płytowych z wycięciem w zakresie geometrycznie nieliniowym
Przedmiotem badań są prostokątne płyty z wycięciem o zmiennych parametrach geometrycznych poddane równomiernemu ściskaniu. Płyty podparte przegubowo na krótszych krawędziach wykonano ze stali o wysokich właściwościach wytrzymałościowych. Badania dotyczyły numerycznej analizy MES nieliniowej stateczności konstrukcji znajdujących się w stanie pokrytycznym z wymuszoną postacią wyboczenia zapewniającą stateczny charakter pracy konstrukcji. Obliczenia prowadzono w zakresie geometrycznie nieliniowym do uzyskania poziomu granicy plastyczności materiału. Badano wpływ parametrów geometrycznych wycięcia na charakterystykę sprężystą płyty w zakresie obciążeń eksploatacyjnych. Zastosowanym narzędziem numerycznym był program ABAQUS.
Numerical analysis of compressed plates with a cut-out operating in the geometrically nonlinear range
This paper presents the results of a numerical analysis conducted to investigate uniformly compressed rectangular plates with different cut-out sizes. Made of high strength steel, the plates are articulatedly supported on their shorter edges. The FEM analysis examines the nonlinear stability of these structures in the post-buckling state, where the mode of buckling is forced to ensure their stable behaviour. The numerical computations are performed within the geometrically nonlinear range until the yield point is reached. The investigation involves determining the effect of cut-out sizes on elastic properties of the plates with respect to service loads. The numerical analysis is conducted using the ABAQUS software.
Wykorzystanie przemysłowego metrotomografu w utrzymaniu i niezawodności taśm przenośnikowych tkaninowo- gumowych w przenośnikach taśmowych z zamkniętą taśmą
Z powodu swych zalet, systemy transportowe zamknięte, zostały szeroko wprowadzone i zastosowane w różnych dziedzinach transportu materiałów sypkich. Wynika to z unikalnych cech tych systemów, gdzie transportowany materiał jest w pełni otoczony taśmą. Aby zagwarantować niezawodność operacyjną i skuteczną konserwację w trakcie eksploatacji, procesy zachodzące wewnątrz taśmy przenośnikowej muszą być monitorowane. Identyfikacja uszkodzeń we wczesnym stadium, jest bardzo ważna, jeśli nie rozstrzygająca, dla przyszłego niezawodnego funkcjonowania systemu transportowego. Jednym ze sposobów identyfikacji uszkodzeń, jest zastosowanie metody metro-tomografii przemysłowej. W pracy przedstawiono metodykę badań uszkodzeń taśm przenośnikowych tkaninowo- gumowych z wykorzystaniem metro-tomografii. Zaprezentowano wyniki badań doświadczalnych dwóch próbek, gdzie zniszczeniu uległa osnowa taśmy oraz kolejnej, gdzie zaobserwowano pęknięcia w warstwie wierzchniej gumy. Zostało również opisane zniszczenie w postaci przebicia pasa transportowego.
The use of industrial metrotomography in the field of maintenance and reliability of rubber-textile conveyor belts in closed continuous transport systems
Closed transport systems have been widely implemented in various areas of bulk solid handling because of their advantages. The unique character of these systems stems from the fact that transported material is fully enclosed by a conveyor belt. To ensure their operational reliability and efficient maintenance during operation, processes occurring inside the belt must be monitored. Early damage identification is very important, if not crucial, for reliable functioning of transport systems. One way to do this is by applying the industrial metrotomography method. The paper presents the research methodology of conveyor belt damage using computer metrotomography. It reports the experimental results for two samples: one with a damaged belt matrix and the other with cracks in the upper surface layer of rubber. The damage in the form of puncture of the transporting belt is also described in the paper.
Numeryczna analiza energochłonności cienkościennych słupów pryzmatycznych z przetłoczeniami
W artykule przedstawiono wyniki badań numerycznych zdolności pochłaniania energii energoabsorberów w postaci cienkościennych słupów o przekroju kwadratowym z wgłębieniami, poddanych osiowym obciążeniom udarowym. Badano wpływ parametrów geometrycznych oraz położenia inicjatorów zgniotu w postaci walcowych przetłoczeń w narożach na zachowanie się konstrukcji oraz właściwości energoabsorbcyjne (współczynnik efektywności zgniotu- Ste oraz procentowy stosunek siły średniej do maksymalnej - CLE). Obliczenia numeryczne prowadzono z wykorzystaniem MES, programu Abaqus 6.14. Wyniki przedstawiono w postaci charakterystyk obciążenie – skrócenie oraz diagramów i wykresów. Stwierdzono, że istotny wpływ na zachowanie się konstrukcji podczas uderzenia oraz jej energochłonność ma głębokość przetłoczenia, mniej istotne jest jego położenie. W przypadku słupów z najgłębszymi przetłoczeniami względny wzrost współczynnika CLE, w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla słupa gładkiego wynosi 25%.
Energy absorption capability numerical analysis of thin-walled prismatic tubes with corner dents under axial impact
The paper presents results of a parametric study into energy absorption capability of thin-walled square section columns with redrawn dents, subjected to axial impact compressive load. Thin-walled aluminum tubes with four dents in the corners were under investigation. The varying parameters were the dent’s depth and distance of the dent to the base. The study was performed using Finite Element numerical code. Three crashworthiness indicators were examined: peak crushing force, crash load efficiency and stroke efficiency. The numerical results are shown in load-shortening diagrams, as well as diagrams and maps of crashworthiness indicators. It was found, that the main factor influencing a crushing mode and, subsequently, energy absorption capability, is a dent depth. The dent distance from the base is of less importance. Also a position of a dent, either at the bottom, or at the top base (the load application point) does not influence the crushing behavior significantly. For the deepest dents the relative increase of crash load efficiency (CLE) amounts 25% in comparison with the column without dents.