Analiză cu element finit și modificări geometrice ale articulației cardanice din structura unui tub de dragare a nisipului

Similar documents
Reflexia şi refracţia luminii. Aplicaţii. Valerica Baban

Titlul lucrării propuse pentru participarea la concursul pe tema securității informatice

Metrici LPR interfatare cu Barix Barionet 50 -

Versionare - GIT ALIN ZAMFIROIU

Procesarea Imaginilor

Dispozitive Electronice şi Electronică Analogică Suport curs 02 Metode de analiză a circuitelor electrice. Divizoare rezistive.

2. Setări configurare acces la o cameră web conectată într-un router ZTE H218N sau H298N

D în această ordine a.î. AB 4 cm, AC 10 cm, BD 15cm

EN teava vopsita cu capete canelate tip VICTAULIC

Propuneri pentru teme de licență

Semnale şi sisteme. Facultatea de Electronică şi Telecomunicaţii Departamentul de Comunicaţii (TC)

ARBORI AVL. (denumiti dupa Adelson-Velskii si Landis, 1962)

Subiecte Clasa a VI-a

Auditul financiar la IMM-uri: de la limitare la oportunitate

Olimpiad«Estonia, 2003

EVALUAREA STĂRII TEHNICE A UNEI CONDUCTE SUB PRESIUNE DIN PETROCHIMIE, ÎN SCOPUL PRELUNGIRII DURATEI DE VIAŢĂ

DEFORMAȚII ȘI TENSIUNI ÎN MANIVELA TURBINEI KAPLAN, CALCULATE CU ANALIZE DINAMICE ȘI METODA ELEMENTULUI FINIT

MS POWER POINT. s.l.dr.ing.ciprian-bogdan Chirila

INFORMAȚII DESPRE PRODUS. FLEXIMARK Stainless steel FCC. Informații Included in FLEXIMARK sample bag (article no. M )

Analele Universităţii Constantin Brâncuşi din Târgu Jiu, Seria Inginerie, Nr. 2/2011

RESEARCH CONCERNING THE INFLUENCE OF ANGLE OF FILING FROM THE KNIFE BLADES VINDROVERS ON THE MECHANICAL WORK ON CUTTING

GHID DE TERMENI MEDIA

Mecanismul de decontare a cererilor de plata

Consideratii asupra modelarii prin metoda elementelor finite a unei structuri metalice

Structura și Organizarea Calculatoarelor. Titular: BĂRBULESCU Lucian-Florentin

Update firmware aparat foto

ISBN-13:

Class D Power Amplifiers

Generatorul cu flux axial cu stator interior nemagnetic-model de laborator.

Aspecte controversate în Procedura Insolvenţei şi posibile soluţii

Textul si imaginile din acest document sunt licentiate. Codul sursa din acest document este licentiat. Attribution-NonCommercial-NoDerivs CC BY-NC-ND

Mods euro truck simulator 2 harta romaniei by elyxir. Mods euro truck simulator 2 harta romaniei by elyxir.zip

La fereastra de autentificare trebuie executati urmatorii pasi: 1. Introduceti urmatoarele date: Utilizator: - <numarul dvs de carnet> (ex: "9",

Ghid identificare versiune AWP, instalare AWP şi verificare importare certificat în Store-ul de Windows

ANTICOLLISION ALGORITHM FOR V2V AUTONOMUOS AGRICULTURAL MACHINES ALGORITM ANTICOLIZIUNE PENTRU MASINI AGRICOLE AUTONOME TIP V2V (VEHICLE-TO-VEHICLE)

A NOVEL ACTIVE INDUCTOR WITH VOLTAGE CONTROLLED QUALITY FACTOR AND SELF-RESONANT FREQUENCY

REVISTA NAŢIONALĂ DE INFORMATICĂ APLICATĂ INFO-PRACTIC

Consideratii asupra modelarii prin metoda elementelor finite a unui material compozit.

Transmiterea datelor prin reteaua electrica

Capete terminale şi adaptoare pentru cabluri de medie tensiune. Fabricaţie Südkabel Germania

Managementul referinţelor cu

STUDIUL INFLUENŢEI UNOR DEFECTE DE TIP GOL ÎN ADEZIV ADEZIVI STRUCTURALI

O ANALIZĂ PARAMETRICĂ A PIERDERII STABILITĂŢII CĂII FĂRĂ JOANTE UTILIZÂND PROGRAMUL SCFJ

Nume şi Apelativ prenume Adresa Număr telefon Tip cont Dobânda Monetar iniţial final

MODELUL UNUI COMUTATOR STATIC DE SURSE DE ENERGIE ELECTRICĂ FĂRĂ ÎNTRERUPEREA ALIMENTĂRII SARCINII

Updating the Nomographical Diagrams for Dimensioning the Concrete Slabs

CAIETUL DE SARCINI Organizare evenimente. VS/2014/0442 Euro network supporting innovation for green jobs GREENET

Evoluția pieței de capital din România. 09 iunie 2018

Modalitǎţi de clasificare a datelor cantitative

Buletinul AGIR nr. 3/2012 iunie-august. Assis. Eng. Ciprian AFANASOV PhD. University "Ştefan cel Mare" Suceava

INSTRUMENTE DE MARKETING ÎN PRACTICĂ:

VIBRAŢII TRANSVERSALE ALE UNEI BARE DUBLU ÎNCASTRATE SOLICITATE LA RĂSUCIRE ÎN MEDIU ELASTIC

EXPERIMENTAL RESULTS REGARDING STRUCTURAL RESPONSE OF BOLTED AND HYBRID CONNECTIONS FOR PULTRUDED ELEMENTS

[HABILITATION THESIS] October, 2015 HABILITATION THESIS

QUALITY EVALUATION OF KNITTED USED IN INTERIOR DESIGNS, THROUGH EXTENSIBILITY

ANALIZA STATICĂ A TENSIUNILOR ȘI DEFORMAŢIILOR ÎNTR-O ADĂPĂTOARE UTILIZATĂ ÎN ZOOTEHNIE

INFLUENCE FACTORS ON THE TRANSMITTED OVERVOLTAGES FROM HIGH VOLTAGE TO LOW VOLTAGE NETWORKS

Calculatoare Numerice II Interfaţarea unui dispozitiv de teleghidare radio cu portul paralel (MGSH Machine Guidance SHell) -proiect-

Arbori. Figura 1. struct ANOD { int val; ANOD* st; ANOD* dr; }; #include <stdio.h> #include <conio.h> struct ANOD { int val; ANOD* st; ANOD* dr; }

Excel Advanced. Curriculum. Școala Informală de IT. Educație Informală S.A.

LINEAR VOLTAGE-TO-CURRENT CONVERTER WITH SMALL AREA

Grafuri bipartite. Lecție de probă, informatică clasa a XI-a. Mihai Bărbulescu Facultatea de Automatică și Calculatoare, UPB

METODE DE EVALUARE A IMPACTULUI ASUPRA MEDIULUI ŞI IMPLEMENTAREA SISTEMULUI DE MANAGEMENT DE MEDIU

INFLUENŢA CÂMPULUI MAGNETIC ASUPRA GERMINĂRII "IN VITRO" LA PLANTE FURAJERE

ANALIZA STATICĂ A UNUI CUPLAJ ELASTIC CU ELEMENT ELASTIC NEMETALIC

INFLUENŢA CÂMPULUI MAGNETIC ASUPRA DINAMICII DE CREŞTERE"IN VITRO" LA PLANTE FURAJERE

VIRTUAL INSTRUMENTATION IN THE DRIVE SUBSYSTEM MONITORING OF A MOBIL ROBOT WITH GESTURE COMMANDS

The First TST for the JBMO Satu Mare, April 6, 2018

A NEW REVERSIBLE BLANKING-PIERCING METHOD O NOUĂ METODĂ DE DECUPARE- PERFORARE REVERSIBILĂ. Ion NEAGOE Transilvania University of Brasov, Romania

DECLARAȚIA DE PERFORMANȚĂ

NOTE PRIVIND MODELAREA MATEMETICĂ ÎN REGIM CVASI-DINAMIC A UNEI CLASE DE MICROTURBINE HIDRAULICE

SPEED CONTROL OF DC MOTOR USING FOUR-QUADRANT CHOPPER AND BIPOLAR CONTROL STRATEGY

Candlesticks. 14 Martie Lector : Alexandru Preda, CFTe

PROCEDURA PRIVIND DECONTURILE. 2. Domeniu de aplicare Procedura se aplică în cadrul Universităţii Tehnice Cluj-Napoca

LIDER ÎN AMBALAJE EXPERT ÎN SISTEMUL BRAILLE

PACHETE DE PROMOVARE

LINEAR CURRENT-TO-FREQUENCY CONVERTER WITH WIDE OUTPUT RANGE

manivelă blocare a oglinzii ajustare înclinare

UTILIZAREA FOTOELASTICIMETRIEI ÎN ANALIZA STĂRII DE TENSIUNI PENTRU O STRUCTURĂ DE ROBOT INDUSTRIAL. CONSIDERAŢII GENERALE

OPTIMIZING TOOLS DIAMETERS AND TOOL PATH STYLE TO IMPROVE TIME MACHINING

TRAJECTORIES GENERATED BY THE R-R-RRT MECHANISM TRAIECTORII GENERATE DE MECANISMUL R-R-RRT

A Die-Linked Sequence of Dacian Denarii

METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV. Inspecţia vizuală este, de departe, cea mai utilizată MCN, fiind de obicei primul pas într-o

MANAGEMENTUL CALITĂȚII - MC. Proiect 5 Procedura documentată pentru procesul ales

DESIGN OF MICROSTRIP BANDPASS FILTERS WITH PRESCRIBED TRANSMISSION ZEROS AT FINITE FREQUENCIES

Printesa fluture. Мобильный портал WAP версия: wap.altmaster.ru

COMUNICAȚII INFORMATIZARE

Calculul puterii calorice a biomasei utilizate ca şi combustibil

Rem Ahsap is one of the prominent companies of the market with integrated plants in Turkey, Algeria and Romania and sales to 26 countries worldwide.

Reţele Neuronale Artificiale în MATLAB

Prima. Evadare. Ac9vity Report. The biggest MTB marathon from Eastern Europe. 7th edi9on

CHAMPIONS LEAGUE 2017 SPONSOR:

INTEROGĂRI ÎN SQL SERVER

Metoda BACKTRACKING. prof. Jiduc Gabriel

Documentaţie Tehnică

ADMITERE 2015 SUBIECTELE PROBELOR ŞI BAREMELE DE CORECTARE ŞI NOTARE PROFILUL MAIŞTRI MILITARI PROBA NR.1 TEST GRILĂ LA LIMBA ENGLEZĂ VARIANTA 2

Metoda de programare BACKTRACKING

Desenarea 3D in AutCAD Generarea suprafeţelor

OPTIMIZAREA SECŢIUNII TRONSONULUI DE VÂRF AL BRAŢULUI TELESCOPIC AL UNEI AUTOMACARALE PRIN METODA ELEMENTELOR FINITE

ACTA TECHNICA NAPOCENSIS

Transcription:

Analiză cu element finit și modificări geometrice ale articulației cardanice din structura unui tub de dragare a nisipului Student, Corneliu-Lucian PETRACHE, An 4 IEI, Facultatea IMST, UPB Conducători științifici, Asist.univ.drnd.ing. Manuela-Roxana, DIJMĂRESCU Prof.univ.dr.ing. Marian GHEORGHE, Departamentul TCM, UPB - Mai 2015 -

Cuprins 1. Introducere... 3 2. Caracteristici constructiv-funcționale de produs... 3 3. Analiza cu element finit.... 4 3.1. Date inițiale... 4 3.2. Model numeric... 6 3.3. Discretizare și analiza cu element finit... 6 3.4. Rezultate... 7 4. Modificări geometrice... 9 5. Concluzii... 10 Bibliografie... 10-2 -

1. Introducere Dragarea reprezintă activitatea de extragere a materialului solid de pe fundul mării. Această activitate este executată pentru: curăţirea și adâncirea șenalului navigabil; tăiere de canale de navigaţie și/sau irigaţii noi; colectarea de material de construcţie; crearea de noi terenuri. Subansamblul Articulaţie Cardanică este o parte componentă a tubului de dragare al unei nave de tip dragă aspirantă mobilă/ Trailer Suction Hopper Dredger/ TSHD, varianta autopropulsată a dragii cu sucţiune. Dragarea se realizează prin greblarea fundului și deplasarea capului de dragare o dată cu deplasarea dragii. Capul de dragare poate fi sau nu prevazut cu dispozitive de afânare sau tăiere în funcţie de natura solului. Materialul dragat este descărcat în magazia dragii/ hopper unde materialul solid se sedimentează, iar excesul de apă este deversat peste bord. Draga se descarcă fie mecanic cu cupe, graifer etc., fie hidraulic prin injectarea de apă în magazie, crearea de spoil şi pomparea lui la mal, fie gravitaţional prin deschiderea porţilor pe fund [1, 2]. 2. Caracteristici constructiv-funcționale de produs Tubul de dragare (Fig.1), obiect al studiului de față, este parte a sistemelor de dragare a nisipului de pe fundul mărilor și oceanelor. 1- Racord de aspirație/ Suction bend 2- Furtun de aspirație/ Suction hose 3- Articulaţie cu braţe/ Arm piece 4- Secţiune superioară conductă/ UpperPipe section 5- Articulație cardanică/ Four arm piece 6- Element de rotire/ Turning gland 7- Secţiune inferioară conductă/ Lower pipe section 8- Cap de dragare/ Draghead 9- Linie jet de apă / Jet water line 10 - Furtun jet de apă/ Jet water hose 11 - Piesa culisantă/ Sliding Piece Fig. 1. Tub de dragare (Adaptare după [1]) Rolul principal al Articulaţiei Cardanice (Four arm piece) este de a elibera tensiunea formată dintre tubul de dragare şi suprafaţa neregulată a fundului mării în timpul funcţionării, prevenind distrugerea ansamblului. Un alt rol este de a facilita pivotarea acestuia pe plan orizontal şi pe plan vertical, având un unghi maxim de deflexie de 30º. Articulaţia Cardanică trebuie să aibă o structură suficient de rezistentă pentru a suporta partea inferioară a tubului încărcată cu spoil. - 3 -

3. Analiza cu element finit Pentru a realiza analiza cu element finit a unui produs sunt necesare informaţii despre material, geometrie, solicitări, modul de abordare (parte/ ansamblu), tipurile de elemente utilizate, condiţiile la limită și tipul de contacte dintre piese. Software-ul folosit pentru realizarea modelului numeric şi a analizei cu element finit este Solidworks 2010. 3.1. Date inițiale a. Material Materialul atribuit Articulaţiei Cardanice este S355J2G3 NEN-EN 10025-1. Caracteristicile materialului sunt prezentate în Tabelul 1. Tabelul 1. Caracteristici ale materialului S355J2G3 NEN-EN 10025-1 [4] Compoziția chimică Proprietăți fizico-mecanice Densitate Limita de Rezistența la Alungirea %C %Mn %Si %S %P [kg/m 3 ] curgere [MPa] tracțiune [MPa] [%] 0.23 1.60 0.55 0.035 0.035 7850 355 470-630 22 În cazul acestui subansamblu tensiunea maximă admisibilă trebuie sa fie 65% din limita de curgere a materialului, adică 230 MPa. b. Condiții la limită Reazemele pentru structura considerată sunt prezentate în Fig. 2. Fig 2. Reazeme pentru structura considerată c. Solicitări Solicitările la care este supus subansamblul considerat in fiecare studiu şi poziţia tubului sunt prezentate În Tabelul 2 și Fig. 3-8. - 4 -

Nr. studiu 1a Tabelul 2. Solicitări 3 4 F X [kn] 111,4 F X [kn] 42,4 F Y [kn] -4,6 F Y [kn] -4,2 F Z [kn] 1497 F Z [kn] 2309 Fig.3. Poziţia tubului pentru studiul 1a F X [kn] 69,9 F X [kn] 53,6 1b F Y [kn] 659 F Y [kn] 667 F Z [kn] 1480 F Z [kn] 2325 Fig.4. Poziţia tubului pentru studiul 1b F X [kn] 122 F X [kn] 74 2a F Y [kn] 62 F Y [kn] 117 F Z [kn] 1317 F Z [kn] 2394 Fig.5. Poziţia tubului pentru studiul 2a F X [kn] 87 F X [kn] 53 2b F Y [kn] 76 F Y [kn] 113 F Z [kn] 1532 F Z [kn] 2293 Fig.6. Poziţia tubului pentru studiul 2b F X [kn] 31 F X [kn] 11 3 F Y [kn] -13 F Y [kn] -10 F Z [kn] 1348 F Z [kn] 2461 Fig.7. Poziţia tubului pentru studiul 3 F X [kn] 113 F X [kn] 49 4 F Y [kn] 4 F Y [kn] -9 F Z [kn] 1479 F Z [kn] 2341 Fig.8. Poziţia tubului pentru studiul 4-5 -

3.2. Model numeric Pentru analiza cu element finit, a fost realizat un model numeric simplificat (Fig.9), în cadrul căruia plăcile cu grosimi mai mari de 40 mm au fost modelate cu elemente de tip solid, iar plăcile cu dimensiuni mai mici de 40 mm au fost modelate cu elemente de tip suprafaţă. 3.3. Discretizare și analiza cu element finit Reţeaua de discretizare generală a fost realizată din elemente cu mărimea de 100 mm, cu toleranţa de 5 mm. Pentru corpurile solide s-au folosit elemente cu mărimea de 50 mm. Elementele de tip suprafață utilizate au formă triunghiulară cu 6 noduri, iar elementele de tip solid au formă tetraedrică cu 10 noduri Fig. 10 și Fig. 11. Date discretizare - Total noduri: 71063. - Total elemente: 37279. - Puncte jacobian: 4. Fig. 9. Model numeric Fig. 10. Element de tip suprafață [3] Fig. 11. Element de tip solid [3] Încărcările şi reazemele sunt aplicate pe suprafeţele interioare ale urechilor structurii (Fig. 13), căreia i-au fost reţinute toate cele 6 grade de libertate. Încărcările sunt aplicate de-a lungul celor 3 axe X, Y, Z. De asemenea, între suprafeţe şi solizi s-a folosit un contact de tip lipit (bonded) pentru a lega nodurile acestora şi a avea o tranziţie a tensiunilor cât mai bună. Fig. 12. Reţeaua de discretizare Fig. 13. Solicitările şi reazemele aplicate pe modelul numeric - 6 -

3.4. Rezultate Rezultatele principale sunt prezentate mai jos: studiile 1 4/ Fig. 14 19; în cazurile a sunt afişate tensiunile ce apar în model după aplicarea încărcărilor, iar în cazurile b deplasarea/ deformarea modelului numeric. Studiul 1a Fig. 14 a. Tensiuni [MPa] Fig. 14 b. Deplasări [mm] Studiul 1b Fig. 15 a. Tensiuni [MPa] Studiul 2a Fig. 15 b. Deplasări [mm] Fig. 16 a. Tensiuni [MPa] - 7 - Fig. 16 b. Deplasări [mm]

Studiul 2b Fig. 17 a. Tensiuni [MPa] Fig. 17 b. Deplasări [mm] Studiul 3 Fig. 18 a. Tensiuni [MPa] Fig. 18 b. Deplasări [mm] Studiul 4 Fig. 19 a. Tensiuni [MPa] Fig. 19 b. Deplasări [mm] - 8 -

Rezultatele se verifică prin compararea tensiunii obţinute cu tensiunea maximă admisibilă. Studiul 1a: σ max = 130 MPa < σ max. admisă = 230 MPa; Studiul 1b: σ max = 286.8 MPa > σ max. admisă = 230 MPa; Studiul 2a: σ max = 144.7 MPa < σ max. admisă = 230 MPa; Studiul 2b: σ max = 142.9 MPa < σ max. admisă = 230 MPa; Studiul 3: σ max = 152.2 MPa < σ max. admisă = 230 MPa; Studiul 4: σ max = 125.1 MPa < σ max. admisă = 230 MPa. Se constată că, în 5 din cele 6 studii, se obţin rezultate bune, cu excepţia studiului 1b, unde valoarea tensiunii este mai mare decât tensiunea admisibilă. Din aceasta cauză, sunt necesare modificări ale subansamblului Articulaţie Cardanică pentru a rezista încărcărilor impuse în cazul 1b. 4. Modificări geometrice Pentru a identifica zonele cele mai tensionate, s-a folosit o comandă ce permite să se vizualizeze tensiunile cuprinse într-un interval de valori dorite. De exemplu, programul afişează tensiunile mai mari ca 230 MPa (Fig. 20). Astfel, zona cu solicitări mai mari de 230 MPa se află în colţul superior drept de pe placa prezentată în Fig.21. Pentru a mări rezistenţa acesteia, se modifică valoarea dimensiunii de 10 mm la 20 mm (Fig. 22). Noua tensiune obţinută are valoarea de 230 MPa şi este egală cu tensiunea maximă admisă (Fig.23). Modificarea adoptată a dus la eliminarea suprasarcinii şi la obţinerea unei configuraţii a structurii Articulaţie Cardanică corespunzătoare cerinţelor. Fig. 20. Tensiuni (σ) peste limita admisă de 230 MPa - 9 -

Fig. 21. Configuraţie iniţială Fig. 22. Noua configuraţie Fig. 23. Tensiuni (σ) 5. Concluzii Prin analiza cu element finit a subansamblului Articulaţie Cardanică, a fost verificată rezistenţa structurii la solicitările ce apar în timpul funcţionării. Asupra subansamblului au fost realizate 6 studii de simulare, fiecare studiu fiind pentru 6 poziţii diferite ale tubului, în care apar solicitări diferite. Din cele 6 studii, studiul 1b s-a dovedit a fi cel mai solicitant, tensiunea obţinută depăşind limita admisă. S-au identificat zonele cu suprasarcini şi s-a propus modificarea unui element astfel încât să reziste tensiunilor aplicate. După modificarea adusă, a fost reluat studiul, din care a rezultat că suprasarcinile au dispărut şi modelul este corespunzător cerinţelor. Bibliografie [1] W. J. Vlasblom, Design of dredging equipment, 2005. [2] O. Ionaș, Nave Tehnice, Universitatea Dunărea de Jos, Galați, 2012. [3] ***, Ken Youseffi, Engineering Analysis using Simulation, Note de curs, http://www.engr.sjsu.edu/ [4] STANDARD NEN-EN 10025-1:2004 NL. - 10 -