research centers


Search results: Found 5

Listing 1 - 5 of 5
Sort by

Article
Free Vibration of Beam Elastically Restrained Against Translation and Rotation at Ends

Author: Nabil H. H
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2006 Volume: 12 Issue: 1 Pages: 17-24
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

An approximate solution of the vibration of elastically restrained , uniformed and non-uniformed beams with translational and rotational springs is obtained using Rayleigh-Ritz approach. The frequencies are presented for wide range of restrained parameters and some of these have been compared with those available in the published literature illustrating the accuracy and versatility of the approach. It is believed that the results present in this paper will be of use in design of beams , shaft, and piping under dynamics consideration.

في هذا البحث تم دراسة الاهتزاز الحر للعتبات ذات ظروف الاسناد المرنة حيث استخدمت طريقة الحل التقريبي Rayleigh-Ritz . الاسناد المرن الذي تمنت دراسته هو الانتقالي والدوراني للعتبات ذات المقطع العرضي المنتظم وغير المنتظمة المقطع العرضي . النتائج التي حصل عليها لمدى واسع من معامل مرونة السناد الخطب والدروني وبعد المقارنة مع نتائج البحوث المنشورة اثبتت دقة هذه الطريقة وكفاءتها . كما بينت النتائج التي تم الحصول عليها في البحث امكانية ووثوقية استخدام طريقة (Rayleigh-Ritz) في تصميم الاعمدة والمساند والانابيب الواقعة تحت تاثير الاحمال الديناميكية.


Article
Evaluation of Specific Methods to Detect Crack and Damage of Mechanical Beam Structures using Free Vibration Analysis

Authors: Iqbal A. R --- Nabil H. H
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2009 Volume: 15 Issue: 4 Pages: 4258 -4280
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The importance of the beam in the service of our life and how the damaged beam costly influence the economy and even endanger the human life itself, draws our attention to study the specific methods to detect crack and damage by using free vibration analysis of mechanical beam structures. In the present research, three kinds of beam structures have been investigated namely (simply supported beam, portal frame and crane frame) by using finite element method. Six cases of damage are modeled for simply supported beam and portal frame and with seven cases for crane frame. The damage is simulated by reducing the stiffness of assumed elements with ratios (25% and 50 %) in mid- span of the simply supported beam and by introducing cracked elements at different locations with ratio of depth of crack to the height of the beam (a/h) 0.1, 0.25 for simply supported beam and 0.1 and 0.2 for portal and crane frames. A program coded in Matlab 6.5 was used to model the numerical simulation of the damage scenarios. The results showed a decreasing in the five natural frequencies with shifting in the damaged mode shape associated with their frequencies from undamaged beam which means the indication of presence of the damage. The direct comparison gives an indication of the damage but the location of the damage, is not detected. Four structural damage identification methods based on changes in the dynamics characteristics of the beam structures are examined and evaluated for damage scenarios for the three structures considered. The results of the analysis indicate that the curvature energy damage index method performs well in detecting, locating and quantifying damage in single and multiple damage scenarios for the three structures.

نظرا لأهمية العتبة beam في خدمة حياتنا , فان العتبة المتضررة تؤثرسلبا عاى الاقتصاد بل وتهدد حياة الانسان نفسها مما جذب اهتمامنا نحو دراسة طرق معينة لتحديد الشق و الضرر باستخدام الاهتزاز الحر لتراكيب العتبة الميكانيكية المتضرره. في هذا البحث تم دراسة ثلاثة انواع من تراكيب العتبه والمسماة ( العتبة البسيطة المدعمة beam simple supported والهيكل البابي portal frame و الهيكل الرافعة crane frame ) تم تمثيل الضرر بستة حالات في العتبة البسيطة المدعمة والهيكل البابي وسبعة حالات في الهيكل الرافعة. إنّ الضرر(Damage) يتمثل بتخفيض متانه العناصر المفترضة بنسبة 25 % و50 % في وسط العتبة البسيطه وكذلك يتمثل عن طريق شق عمودي في العناصر المفترضة في المواقع المختلفة بنسبة عمق الشقّ إلى إرتفاع العتبه 0.1,0.25 (a/h) للعتبة البسيطه و0.1,0.2 في الهيكل البابي والهيكل الرافعة. تم استخدام برنامج Matlab لتمثيل المحاكاة العددية لسينيوهات الضرر. اظهرت النتائج نقص في الترددات الطبيعية الخمسة وبوجود زحف في شكل النمط المتضرّرdamage mode shape نسبه للعتبه السليمه و الذي هو إشارة لوجود الضرر. تعطي المقارنة المباشرة إشارة الى وجود الضرر لكن موقع الضرر غير محدد. الطرق المحدده لايجاد الضرر التي تم استخدامها هي اربعه طرق مستندة على التغييرات في خصائص ديناميكة تراكيب العتبة و الطرق المحدده فحصت وقيّمت حالات الضرر للتراكيب الثلاثة. نتائج التحليل تشير إلى ان طريقة دليل ضرر طاقة التقوس curvature- energy damage index هي الافضل في إكتشاف وتحديد مكان الضرر في سيناريوهات الضررdamage scenarios الوحيدة الموقع والمتعدّد المواقع للتراكيب الثلاثة.

Keywords

Damage --- Crack --- Damage location --- Curvature --- Frame --- Frequencies


Article
Crack Detection in a Rotor Dynamic System by Vibration Monitoring

Authors: Jawad K.Z --- Nabil H. H
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2010 Volume: 16 Issue: 2 Pages: 5116-5128
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Vibration monitoring is one of the most important techniques which are used to detect the cracks or defects in rotating mechanical systems. To distinguish characteristics of the system response that may lead to the transverse crack in rotating shaft, local asymmetry crack model is used where crack simulated by increasing the flexibility of the shaft and transverse crack in the shaft is introduced. The obtained results showed a decreasing in the resonance shaft speed with increasing the crack depth ratio. The feature is used for diagnostics the crack in the shaft by using the graphed results between the natural frequency and shaft speed. The method of detecting was applied for several crack depth ratios (uncracked, %10, %20 and %30) in a clamped-free rotor. Also for investigating the effect of position of crack and effect of mass location, a crack and mass with different locations are introduced in the shaft. Although, the presence of a transverse shaft crack has also been shown to induce an unstable response for some shaft speeds and the behavior of the 2x harmonic component of the system response is effective target observation for a monitoring system.

اكتشاف الشقوق او العيوب في الانظمه الديناميكيه الدواره من خلال مراقبة الاهتزازات يعتبر ذو اهميه كبيره وقد استخدمت في عملية التحليل هذه نموذجين هما نموذج لشق شامل على طول العمود والاخرنموذج لشق موقعي اي في مكان محدد من العمود وذلك لغرض تحديد صفات استجابة النظام والتي تدلل على وجود شق عرضي في العمود وان هذا التحليل طبق على نوعين من الاعمده الدواره من حيث الشروط الحدوديه هما(Clamped-Free) و(Simply-Supported) ولاعماق مختلفه) 20, 30%%و0%, 10%) من قطر اتعمود حيث تم تمثيل الشق بزياده في مرونة العمود الدوار. كذلك بينت النيائج بوجود الشق يكون النظام غير مسستقر عند سرع دوارانيه معينه.


Article
Damage Detection In Rotating Blade By Vibrational Analysis Using Finite Element Method

Authors: Shwan A. Z. --- Nabil H. H.
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2010 Volume: 16 Issue: 3 Pages: 5548-5568
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The development of monitoring systems for rotating blade has been driven by a desire to reduce the maintenance costs and human interaction to improve the safety, reliability and operational life, so it is urgent to monitor the integrity of a structural systems. In this study four different coordinate system has been used to describe the blade motion, then an element stiffness and mass matrices has been formulated by using Hamilton,s principle and finite element method, where each element has been described by seven degrees of freedom, so the method has been demonstrated analytically on a finite element model to estimate the modal parameters under rotating and non-rotating conditions in vacuum (to eliminate aerodynamic effect and damping coefficient) and to capture centrifugal effect, so the damage has been simulated by stiffness reduction of assumed elements and by crack form . These results was reasonable, so many parameters has been investigated such as, damage severity, damage location and the effect of rotation speed on these methods have been studied, as well as an assessment has been provided for these methods via statistic to suggest the effective method and this is the main objective, so The Residual Error Method was the best,compared with other methods. All formulations and computations has been coded in MATLAB version 7.

حصل التطوير في مراقبة الريش الدوارة لتقليل كلفة الصيانة وتقليل استخدام الايدي العاملة لتحسين ظروف السلامة والمحافظة على العمر الافتراضي للريشة , لذا كان من الضروري مراقبة كمالية الريشة. لوصف حركية الريشة ومن ثم صياغة مصفوفتي الجساءة والكـتلة Coordinate Systems استخدمت في هذه الدراسة اربعة محاور , حيـث ان كـل عنصــر يـحــوي سبـع درجـات منFEM وطريقة العناصر المحددة Hamilton Principle باستخدام مبدأ هاملتونالحرية, وبهذا استخدم الحل العددي لحـساب الترددات الطبيعية واشكالها الاهتزازية اثناء سكـون الريـشة واثــنـاء دورانـهــا في الفـراغ (لتقليل تأثيرقوة الهواء) و ألتماس تأثير القوة الطــاردة المــركزيــة, ومــن ثـم تمثيل الضرر في الريشة على شكـــل نقصان في الجساءة .Cracksوعلى شكل شقوق بالاعتماد على الترددات الطبيعية واشكالها الأهتزازية تم استخدام عــدة طـرق لـكــشف الأضرار وذلــك باسـتــخـدام سـيــنــاريوهات خاصة بهذه الاضرار ومواقعها على الريشة. تــم التوصل الى نـتـــائــــج مـعــقولة , وقد تم دراســـة بــعــض المتغيرات مثل شدة الضرر , موقعه وتأثير سرعـــــة دوران الريشــة على طرق الكشف المستخدمة , ومن ثم تقييم هـذه الطــرق لاقتراح الطــريقـــة الفعالة وهذا هو الـــغرض الرئيسي من هـذه الــدراسـة. تــم اســتـخــدام بــرنامج الحاسبة MATLAB7 كمـا تــم الوصــول الى استنتـــاجــات مقبولة ايضــا


Article
Spline – Approximate Methode for Solution of Rverse Profile Problem in Space

Authors: Ahmed A.A. --- Nabil H.H. --- Ahmed Zaidan M.H.
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2005 Volume: 11 Issue: 3 Pages: 469-479
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Profiling is one of the important problems in mechanical engineering and industry because of its large applications in the field of cutting tool. Most papers and researches deal with the problem of profiling of involute profile .The problem of direct profile design consists in determination of profile tool if profile of gear is defined. This paper deal with problem of determination non – involute profile for helical surface in which profile of tool is defines and this problem called the reverse profile problem .There are very large applications of this problem in cutting tool, for example cutting of helical surface (flutes)of twist drill with disc (wheel) tool and generating of helical surface for hops with disc (wheel) tool. To solve this problem,we use transformation method for determination profile of helical surface and spline – approximate method for describing initial profile of tool.

تعتبر مسألة الجانبية (profile) واحده من أهم المسائل في الهندسة الميكانيكية والصناعية بسبب تطبيقاتها الواسعة في حقل عدد القطع .أن معظم البحوث والمقالات العلمية تناولت مسألة الجانبية (profile) في عدد القطع من وجه نظر الملفوف. المسألة المباشرة في تصميم الجانبية (profile) تتضمن حساب جامبية (profile) العدة في حالة جانبية (profile) الترس معرفة.هذا البحث يتعامل مع مسالة الجانبية غير الملفوفة (Non – involute) للسطوح الحلزونية والتى فيها جانبية (profile) العدة تكون معلومة والتى تعرف بالجانبية العكسية . هنالك العديد من التطبيقات لهذه المسألة في عدد القطع على سبيل المثال قطع سطح لولبي لثاقب دوار مع قرص عدة وتوليد سطح لوابي لعدة من نوع hob بواسطة عدة قرصية .ولحل هذ المسائل نستخدم طريقة التحويل لاحتساب الجانبية للسطوح الحلزونية وطريقة المنحني التقريبي لوصف الجانبية الأولية .

Listing 1 - 5 of 5
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (5)


Language

English (5)


Year
From To Submit

2010 (2)

2009 (1)

2006 (1)

2005 (1)