Czujniki drgań - jakie są rodzaje i jak dobrać czujnik do zastosowania
Czujniki drgań są niezwykle ważnymi urządzeniami w dziedzinie monitorowania i analizy drgań w różnych zastosowaniach. Mogą być używane do diagnozowania stanu maszyn, monitorowania strukturalnego, pomiaru wibracji oraz kontroli jakości w różnych branżach przemysłowych. W tym artykule omówimy zasadę działania czujników drgań, przedstawimy różne rodzaje czujników, porozmawiamy o cenach i cechach dobrego czujnika oraz omówimy proces doboru odpowiedniego czujnika drgań. Czujniki drgań działają na podstawie różnych zasad fizycznych. Jedną z popularnych metod jest wykorzystanie efektu piezoelektrycznego. W przypadku piezoelektrycznych czujników drgań, zastosowanie jest oparte na właściwościach niektórych materiałów, które generują ładunek elektryczny pod wpływem naprężenia mechanicznego. Kiedy czujnik jest poddawany drganiom, materiał piezoelektryczny wytwarza odpowiedni sygnał elektryczny, który jest proporcjonalny do amplitudy drgań. Inną metodą jest wykorzystanie zjawiska indukcyjności, gdzie zmiany w indukcyjności są mierzone i przeliczane na wartości wibracji.
Operat wibroakustyczny - co to jest i do czego służy
Operat wibroakustyczny to nieodzowny element działań związanych z pomiarem drgań i hałasu w zakresie akustyki budowlanej. Pomiar drgań ma na celu określenie ich indywidualnego charakteru, a także wpływu na poziom hałasu w budynkach. Drgania i hałas są nieodłącznymi elementami otaczającego nas świata, wpływając na jakość życia i zdrowie ludzi. Jednym z głównych źródeł hałasu są budynki, w których przebywamy i pracujemy. Dlatego też ważne jest, aby przeprowadzać regularne pomiary drgań i hałasu, w celu zapewnienia komfortu i bezpieczeństwa mieszkańcom oraz pracownikom. Na czym polega operat wibroakustyczny? Operat wibroakustyczny polega na przeprowadzeniu kompleksowej analizy drgań i hałasu w budynkach. W ramach operatu dokonuje się pomiarów drgań na różnych poziomach budynku, a także na różnych podłożach, takich jak grunt, ściany czy podłogi. Analiza ta pozwala na określenie charakteru drgań, ich źródła oraz wpływu na poziom hałasu w budynku. Rys. 1 mapka zasięgu oddziaływania Do czego służy operat wibroakustyczny? Dzięki operatowi wibroakustycznemu można skutecznie zidentyfikować i wyeliminować źródła hałasu...
Obciążenie dynamiczne - czym jest i jak je obliczyć
Obciążenia dynamiczne są jednym z ważnych czynników, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu konstrukcji budowlanych. Konstrukcje te muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby wytrzymały obciążenia dynamiczne, czyli ruchome i zmienne siły, które wpływają na strukturę budynku. Maszyny i urządzenia, takie jak np. windy, dźwigi, generują siły dynamiczne, które mogą wpłynąć na budynki, w których są zainstalowane. W tym artykule omówimy, co to są obciążenia dynamiczne, jak wpływają na konstrukcje budowlane i jak można je uwzględnić w obliczeniach. Czym jest obciążenie dynamiczne? Obciążenie dynamiczne to jedno z najważniejszych pojęć w dziedzinie konstrukcji maszyn. Oznacza ono siłę, która działa na konstrukcję maszyny podczas jej pracy i wynika z ruchu elementów roboczych. W zależności od kierunku działania i intensywności obciążenia dynamicznego, konstrukcje maszyn mogą ulec uszkodzeniu lub zniszczeniu. W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy maszyn, ważne jest przeprowadzenie odpowiednich obliczeń, które pozwolą na określenie maksymalnego dopuszczalnego obciążenia dynamicznego, jakie może działać na daną konstrukcję. W...
Drgania - rodzaje, czynniki wypływające i tłumienie drgań
Drgania są powszechne w naturze i w technice. To ruchy wokół pozycji równowagi, powodowane przez siły zewnętrzne, takie jak uderzenie, wstrząs, falę itp. W zależności od źródła drgań, możemy wyróżnić różne ich rodzaje. Drgania mechaniczne, elektromagnetyczne, akustyczne to tylko kilka z nich. Drgania mechaniczne Drgania mechaniczne to drgania ciał stałych, cieczy lub gazów, w których siła przywracająca równowagę wynika z oddziaływań sprężystych między cząsteczkami lub elementami struktury. Przykładem drgań mechanicznych może być drganie sprężyny lub drganie mostu podczas przejeżdżania przez niego ciężkiego pojazdu. Drgania mechaniczne dzielimy na swobodne i wymuszone. Drgania swobodne występują, gdy ciało zostanie zakłócone z położenia równowagi i pozostawione bez zewnętrznego wpływu. Drgania wymuszone zaś występują wtedy, gdy ciało jest poddane zmiennym siłom zewnętrznym. Drgania akustyczne Drgania akustyczne to drgania ośrodka sprężystego (np. powietrza), które powstają w wyniku okresowych zmian ciśnienia i objętości w medium. Drgania akustyczne można obserwować w różnych zjawiskach, takich jak fale dźwiękowe, drgania strun instrumentów muzycznych itp....
Analiza MES - czym jest i kiedy się ją wykonuje?
Metoda Elementów Skończonych (MES) to jedna z kluczowych technik numerycznych w dziedzinie inżynierii mechanicznej. Obliczenia MES stanowią niezwykle istotny element projektowania konstrukcji oraz analizy wytrzymałości materiałów. W tym artykule skupimy się na omówieniu podstawowych pojęć związanych z obliczeniami MES, a także przedstawimy praktyczne zastosowania tej metody w analizie wytrzymałościowej i projektowaniu nowych materiałów. Omówimy również Finite Element Method oraz jego rozwój w ostatnich latach, co pozwoli zrozumieć, jak bardzo ważne jest wykorzystanie obliczeń MES w dzisiejszej inżynierii mechanicznej. Co to jest analiza MES? Obliczenia MES pozwalają na uzyskanie informacji o zachowaniu się konstrukcji w trakcie eksploatacji, uwzględniając wpływ sił zewnętrznych, takich jak siły aerodynamiczne czy wibracje. Dzięki temu, konstruktorzy mogą przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe, aby określić, czy konstrukcja jest wystarczająco wytrzymała, czy wymaga modyfikacji. Analiza MES jest więc niezbędna w ostatniej fazie konstrukcyjnej, przed wykonaniem prototypu. Jakie parametry pozwala ustalić analiza MES? Analizy wytrzymałościowe MES pozwalają na obliczenie sił, naprężeń, przemieszczeń oraz odkształceń występujących w...
Kiedy projektant ma obowiązek uwzględnić wpływ drgań komunikacyjnych na budynki i ludzi oraz kto ponosi za to odpowiedzialność? - dotyczy inwestycji w fazie projektowej
Abstract: Artykuł opisuje złożone zagadnienie inżynierskie, jakim jest uwzględnienie wpływu drgań komunikacyjnych na obiekty budowlane będące w fazie projektowej. Artykuł skupia swoją uwagę na pierwszym kroku analizy, tj. wstępnej opinii technicznej odpowiadającej na pytanie „Czy projektant ma obowiązek uwzględnić wpływ drgań komunikacyjnych na budynki oraz ludzi?”. Sprecyzowane zostaną informacje, kiedy taka opinia jest konieczna oraz kto ponosi odpowiedzialność za płynące z niej wnioski. WPROWADZENIE. W dzisiejszych czasach, w centrum wielkich miast, każdy wolny skrawek ziemi deweloperzy wykorzystują na potrzeby inwestycji budowlanych. Nierzadko graniczy on w bezpośrednim sąsiedztwie torów kolejowych, tramwajowych czy też tunelu metra w Warszawie. Implikuje to konieczność przeprowadzenia dodatkowych obliczeń inżynierskich, które uwzględnią wpływ drgań od tych pojazdów na projektowane budynki i ludzi w nich przebywających. Autorka opracowania posiada 10 letnie doświadczenie przy projektowaniu zagadnień dynamicznych wszelkiego typu oraz jest autorką kilkudziesięciu opinii technicznych badających wpływ drgań na budynki i ludzi od przejazdu pojazdów kolejowych. Niniejszy artykuł skupia się na...
Dynamiczne zagęszczenie gruntu - metoda Menarda
Autor: Walerian Witas Przygotowanie gruntu pod fundamenty budowli dla osiągnięcia wymaganej nośności wymaga wiedza naukowej, jak i doświadczenia wykonawczego. W zależności od nośności gruntu istniejącego są stosowane różne metody posadowienia dla osiągnięcia niezbędnej wytrzymałości. Jedne z najbardziej powszechnych metod modyfikacji gruntu rodzimego w celu zwiększenia jego wytrzymałości (dla gruntów odpowiednich typów) zmiany właściwości fizycznych dzięki wykorzystaniu walców wibracyjnych, zagęszczarek do gruntów, a w skrajnych wypadkach nawet wymiany słabonośnych warstw gruntowych. Niestety wymiana gruntu to bardzo kosztowny wybór, na który składa się nie tylko sam materiał, ale również jego transport oraz transport urobku oraz wykorzystanie ciężkiego sprzętu. Z tego powodu wyniknęła potrzeba alternatywnej ingerencji w słaby rodzimy niespoisty grunt. Pojawiły się różne metody intensywnej zmiany jego parametrów wytrzymałościowych, w tym między innymi metoda zagęszczenia dynamicznego , którą opracował Luise Menard. około 40 lat temu. Autor wykorzystał metodę dynamicznego zagęszczania gruntu wielokrotnie przy współpracy z naukowcami Politechniki Krakowskiej oraz Politechniki Śląskiej. Metoda polega na...
Kopiec Kościuszki - nietypowa geometria, uwarstwienie i system odwodnienia. Jak zamodelować tak złożoną bryłę w PLAXIS 3D
NAJPIERW TROSZKĘ HISTORII Kopiec Kościuszki w Krakowie został wybudowany w 1823 roku ku chwale wspaniałej postaci w historii Polski jakim jest Tadeusz Kościuszko. Głównie zasłynął on w Polsce jako naczelnik sił zbrojnych. Warto jednak wiedzieć, iż był on również wybitnym INŻYNIEREM. W Stanach Zjednoczonych był twórcą znakomitych FORTYFIKACJI, które znacząco przyczyniły się do zwycięstwa Amerykanów nad usiłującymi ich zniewolić Anglikami. Kopiec Kościuszki to bez wątpienia wyjątkowa budowla inżynierska o wysokości 35m i średnicy 80m u podstawy. To owoc pracy ludu ku czci i chwale bohatera narodowego, ruch patriotyczny całego narodu polskiego. Aktualnie w sąsiedztwie kopca powstało nowoczesne interaktywne muzeum („kościuszko – bohater wciąż potrzebny”) w bardzo ciekawy sposób wizualizujące życiorys Tadeusza, który był nad wyraz interesujący! TERAZ TROSZKĘ NUMERYKI Sama geometria kopca to wyzwanie dla FEMy (jak widać na zdjęciu troszkę go to przeraziło) – powierzchnie krzywoliniowe, spiralne ścieżki, niesymetryczna bryła. Na domiar wszystkiego układ warstw gruntowych również jest bardzo nieregularny. Modelowanie tak złożonej...
Czy model konstytutywny gruntu Coulomba Mohra może być wykorzystany do obliczeń dynamicznych
Model Coulomba-Mohra jest zdecydowanie najpowszechniej stosowanym modelem konstytutywnym gruntu stosowanym w Polsce. Dlaczego? Z kilku prostych powodów: - wyniki badań geologów umożliwiają nam zastosowanie tego modelu przy projektowaniu bez większych zmian wyznaczonych parametrów - warunek wytrzymałości gruntu dla modelu C-M jest liniowy, a inżynierowie/geotechnicy preferują związki liniowe, które umożliwiają zdecydowanie łatwiejszą interpretacje. IDEA METODY COULOMBA-MOHRA Metoda bazuje na klasycznym pojęciu tarcia z mechaniki. Warunek wytrzymałości gruntu określony jest przy pomocy równania opisującego zależność pomiędzy naprężeniem ścinającym a naprężeniem normalnym. Pisząc trywialnie – Mohr i Coulomb dostrzegli, że relacja pomiędzy naprężeniem ścinającym a normalnym w chwili zniszczenia jest liniowa i zależy od kohezji i kąta tarcia wewnętrznego gruntu (a więc jego parametrów wytrzymałościowych). Równanie: Poniżej znajdziesz podstawowe informacje dla praktyków dotyczących Modelu C-M. Kiedy dojdzie do zniszczenia gruntu, przy jakim stanie/układzie naprężenia? Najłatwiej zrozumieć będzie proces zniszczenia, gdy wyznaczymy naprężenia główne maksymalne i minimalne dla naszego zagadnienia - . Zniszczenie materiału nastąpi, gdy wrysowane koło Mohra dotknie powierzchnię graniczną...
ANALIZA DRGAŃ - uwzględnienie interakcji konstrukcji z podłożem (SSI - Soil Structure Interaction)
Analiza drgań (analiza dynamiczna) jest badaniem odpowiedzi układu konstrukcyjnego (np. budynku) poddanego działaniu obciążenia zmiennego w czasie. Odpowiedź układu można uzyskać dokonując symulacji tych drgań przy pomocy programu inżynierskiego MES, przy czym niezbędna jest wiedza m.in. z zakresu interakcji konstrukcji z podłożem przy oddziaływaniach dynamicznych. Drgania, inaczej obciążenia dynamiczne, stale towarzyszą wszelkiego rodzaju konstrukcjom budowlanym. Ich źródłem mogą być zarówno naturalne zjawiska zachodzące na powierzchni lub pod powierzchnią ziemi (wiatr lub trzęsienie ziemi), jak i zjawiska wywołane eksploatacją człowieka. Do wpływów parasejsmicznych należą: eksploatacja górnicza,praca maszyn i urządzeń w obiektach przemysłowych,przejazd wszelkiego rodzaju pojazdów kołowych i szynowychdrgania wywołane pracami budowlanymi (np. wbijanie grodzic). Fale dynamiczne będące wynikiem powyższych są przekazywane przez podłoże na fundament i dalej na konstrukcję i ludzi w niej przebywających. W trakcie przekazywania drgań z gruntu na budynek występuje zjawisko interakcji konstrukcji z podłożem (Soil Structure Interaction SSI). Przez ostatnie 30 lat znacząco wzrosło zainteresowanie naukowców i inżynierów efektem interakcji....
Sposoby zabezpieczenia budynków przed szkodliwymi skutkami drgań (wibracji)
Sposoby zabezpieczenia budynków i przebywających w nich ludzi przed szkodliwymi skutkami drgań (ochrona przed drganiami) są różne w zależności od sytuacji, z którą mamy do czynienia. Inne zalecenia i możliwości są gdy obiekt jest w fazie projektu, inne gdy jest już obiektem istniejącym i eksploatowanym. W fazie projektu obiektu jesteśmy w stanie dokonać zmian konstrukcyjnych, które skutecznie zlikwidują problem nadmiernych drgań. Są to rozwiązania najprostsze i najtańsze. Zmiany sprowadzają się do poprawy sztywności poziomej i/lub poziomej budynku. Zwykle wynikiem tego jest wstawienie dodatkowych ścian, zmiany przekrojów słupów lub ich stopnia zbrojenia, pogrubienie stropów, wstawienie dodatkowych belek. Alternatywnym (czasami, gdy budynek już istnieje – jedynym) rozwiązaniem jest zastosowanie wibroizolacji. Inne zabezpieczenia dotyczą wibroizolacji samego obiektu konstrukcyjnego, inne odizolowania źródła drgań. Podstawową klasyfikacją jest zatem wibroizolacja czynna (izolująca źródło drgań) oraz bierna (ograniczająca przenoszenie się drgań z podłoża na obiekt chroniony). Zdecydowanie bardziej powszechna jest wibroizolacja bierna, gdyż z reguły nie mamy możliwości ingerencji...
Projektowanie fundamentu pod maszynę - co warto wiedzieć
WSTĘP Fundamenty pod maszyny to konstrukcje wysokiej rangi. Oddanie obliczeń fundamentów pod maszyny w ręce specjalistów potrafi zwiększyć wydajność maszyny, jej żywotność oraz zapewnić wyższy komfort użytkowania. Co więcej zabezpiecza inne otaczające konstrukcje i ludzi przed nadmierną ekspozycją na drgania ( np. sąsiadujące obiekty mieszkalne). Niepoprawnie zaprojektowane fundamenty po miesiącach użytkowania w skrajnym przypadku może uniemożliwić pracę maszyny. W takim wypadku przeprojektowanie istniejącego fundamentu jest bardzo kosztowne, czasochłonne i trudne w realizacji. Fundamenty pod maszyny to nierzadko linie produkcyjne, a w konsekwencji awaria jednego ogniwa (maszyny na nieodpowiednim fundamencie) powoduje przestój całego procesu w zakładach przemysłowych. JAK POPRAWNIE ZAPROJEKTOWAĆ FUNDAMENT POD MASZYNĘ? Do prawidłowego zaprojektowania fundamentu pod maszynę niezbędna jest obszerna wiedza z zakresu dynamiki konstrukcji oraz dynamiki gruntu. Fundamenty pod maszynę przenoszą typowe obciążenia statyczne (znane i zrozumiałe dla większości inżynierów) oraz dodatkowo wymuszenia dynamiczne zmienne w czasie. Efektem tego jest przyjęcie odmiennych parametrów fizycznych gruntu, uwzględnienie dodatkowych sił bezwładności zmiennych w czasie...