Skip to main content

2024 | OriginalPaper | Buchkapitel

Influence of a Cracked Rod in the Dynamics of a Planar Slider-Crank Mechanism

verfasst von : Tomé S. N. Guenka, Marcela R. Machado

Erschienen in: Perspectives in Dynamical Systems I — Applications

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Das Kapitel befasst sich mit dem dynamischen Verhalten eines planaren Schieber-Kurbel-Mechanismus und konzentriert sich dabei auf den Einfluss einer gerissenen Stange. Es beginnt mit einer Überprüfung früherer Forschungen über beschädigte Mechanismen und ihre dynamischen Eigenschaften, wobei die entscheidende Rolle derartiger Systeme in verschiedenen Branchen hervorgehoben wird. Die Autoren modellieren den offenen Riss als masselose Torsionsfeder, die das System in einen 2-Grad-Freiheitsmechanismus (DoF) verwandelt. Mithilfe der Lagrange-Gleichungen entwickeln sie Bewegungsgleichungen für gesunde und beschädigte Systeme und beziehen dabei nichtkonservative Kräfte wie Drehmoment- und Druckzykluskräfte mit ein. Numerische Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede in den Reaktionen der gesunden und rissigen Mechanismen, insbesondere in der Beschleunigung der Kurbeldrehkoordinate. Das Kapitel schließt mit der Betonung, wie wichtig es ist, diese Dynamik zu verstehen, um Ausfälle in kritischen Komponenten zu verhindern.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Olyaei, A. A., Ghazavi, M. R.: Stabilizing slider-crank mechanism with clearance joints. Mechanism and Machine Theory, vol. 53, pp.17–29 (2012).CrossRef Olyaei, A. A., Ghazavi, M. R.: Stabilizing slider-crank mechanism with clearance joints. Mechanism and Machine Theory, vol. 53, pp.17–29 (2012).CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Shih, Y., Chung, C.: Vibration Analysis of the Flexible Connecting Rod With the Breathing Crack in a Slider-Crank Mechanism. ASME Journal of Vibrations and Acoustics, vol. 135, issue 6 (2013). Shih, Y., Chung, C.: Vibration Analysis of the Flexible Connecting Rod With the Breathing Crack in a Slider-Crank Mechanism. ASME Journal of Vibrations and Acoustics, vol. 135, issue 6 (2013).
3.
Zurück zum Zitat Harris, W., Birkitt, K.: Analysis of the failure of an offshore compressor crankshaft. Case Studies in Engineering Failure Analysis, vol. 7, pp.50–55 (2016).CrossRef Harris, W., Birkitt, K.: Analysis of the failure of an offshore compressor crankshaft. Case Studies in Engineering Failure Analysis, vol. 7, pp.50–55 (2016).CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Becerra J.A., Jimenez F.J., Torres M., Sanchez D.T., Carvajal, E.: Failure analysis of reciprocating compressor crankshafts. Engineering Failure Analysis, Volume 18, Issue 2,pp. 735–746 (2011).CrossRef Becerra J.A., Jimenez F.J., Torres M., Sanchez D.T., Carvajal, E.: Failure analysis of reciprocating compressor crankshafts. Engineering Failure Analysis, Volume 18, Issue 2,pp. 735–746 (2011).CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Skrinar, M. and Pliberšek, T.: New linear spring stiffness definition for displacement analysis of cracked beam elements. Proc. Appl. Math. Mech., 4, pp. 654–655 (2004).CrossRef Skrinar, M. and Pliberšek, T.: New linear spring stiffness definition for displacement analysis of cracked beam elements. Proc. Appl. Math. Mech., 4, pp. 654–655 (2004).CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Doughty, S.: Mechanics of machines. New York : Wiley (1998). Doughty, S.: Mechanics of machines. New York : Wiley (1998).
7.
Zurück zum Zitat Dupac M., Beale D. G.:Dynamic analysis of a flexible linkage mechanism with cracks and clearance. Mechanism and Machine Theory, Volume 45, Issue 12,pp. 1909–1923 (2010). Dupac M., Beale D. G.:Dynamic analysis of a flexible linkage mechanism with cracks and clearance. Mechanism and Machine Theory, Volume 45, Issue 12,pp. 1909–1923 (2010).
8.
Zurück zum Zitat Cheng, S., Liu, S.: Dynamic Analysis of Slider-Crank Mechanism with a Cracked Rod. Mathematical Problems in Engineering (2018). Cheng, S., Liu, S.: Dynamic Analysis of Slider-Crank Mechanism with a Cracked Rod. Mathematical Problems in Engineering (2018).
9.
Zurück zum Zitat El-Dannanh, E.H.: Flexural vibrational behaviour of an elastic linkage containing a transverse crack. Mechanism and Machine Theory,Volume 30, Issue 2,pp. 285–297 (1995).CrossRef El-Dannanh, E.H.: Flexural vibrational behaviour of an elastic linkage containing a transverse crack. Mechanism and Machine Theory,Volume 30, Issue 2,pp. 285–297 (1995).CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Howard, B., Hatch, C., Yonker, G., Philips, K.: Measuring and Modeling Vertical Crosshead Vibration in API-618 Reciprocating Compressors. Turbomachinery Laboratories, Texas A& M Engineering Experiment Station (2015). Available electronically from https://hdl.handle.net/1969.1/162188. Howard, B., Hatch, C., Yonker, G., Philips, K.: Measuring and Modeling Vertical Crosshead Vibration in API-618 Reciprocating Compressors. Turbomachinery Laboratories, Texas A& M Engineering Experiment Station (2015). Available electronically from https://​hdl.​handle.​net/​1969.​1/​162188.
11.
Zurück zum Zitat Silveira A.R.G. , Daniel G. B.: Influence of bearing ovalization in the dynamic of a planar slider-crank mechanism, Applied Mathematical Modelling, Volume 66, pp. 175–194 (2019).MathSciNetCrossRef Silveira A.R.G. , Daniel G. B.: Influence of bearing ovalization in the dynamic of a planar slider-crank mechanism, Applied Mathematical Modelling, Volume 66, pp. 175–194 (2019).MathSciNetCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Xiao, S., Liu, S., Cheng, S., Xue, X., Song, M., and Sun, X. (2017). 2656 . Dynamic analysis of reciprocating compressor with clearance and subsidence. 5061–5085. Xiao, S., Liu, S., Cheng, S., Xue, X., Song, M., and Sun, X. (2017). 2656 . Dynamic analysis of reciprocating compressor with clearance and subsidence. 5061–5085.
13.
Zurück zum Zitat P. Cacciola and G. Muscolino, Dynamic response of a rectangular beam with a known non-propagating crack of certain or uncertain depth, Computers & Structures, vol.80, no.27, pp. 2387-2396, 2002.CrossRef P. Cacciola and G. Muscolino, Dynamic response of a rectangular beam with a known non-propagating crack of certain or uncertain depth, Computers & Structures, vol.80, no.27, pp. 2387-2396, 2002.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat U. Andreaus, P. Baragatti, P. Casini, and D. Iacoviello, Experimental damage evaluation of open and fatigue cracks of multi-cracked beams by using wavelet transform of static response via image analysis,Structural Control and Health Monitoring,vol. 24, no. 4, 2017. U. Andreaus, P. Baragatti, P. Casini, and D. Iacoviello, Experimental damage evaluation of open and fatigue cracks of multi-cracked beams by using wavelet transform of static response via image analysis,Structural Control and Health Monitoring,vol. 24, no. 4, 2017.
15.
Zurück zum Zitat A.D. Dimarogonas, Vibration of cracked structure: a state of the art review, Engineering Fracture Mechanics 55 (1996) 831–857.CrossRef A.D. Dimarogonas, Vibration of cracked structure: a state of the art review, Engineering Fracture Mechanics 55 (1996) 831–857.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat T.G. Chondros, A.D. Dimarogonas, Dynamics sensitivity of structures to cracks, Journal of Vibration, Acoustics, Stress and Reliability in Design 111 (1989) 2521–2556.CrossRef T.G. Chondros, A.D. Dimarogonas, Dynamics sensitivity of structures to cracks, Journal of Vibration, Acoustics, Stress and Reliability in Design 111 (1989) 2521–2556.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat J.R. Rice, N. Levy, The part through surface crack in an elastic plate, Journal of Applied Mechanics 39 (1972) 185–194CrossRef J.R. Rice, N. Levy, The part through surface crack in an elastic plate, Journal of Applied Mechanics 39 (1972) 185–194CrossRef
18.
Zurück zum Zitat T.G. Chondros, A.D. Dimarogonas, J. Yao, Longitudinal vibration of a continuous cracked bar, Engineering Fracture Mechanics 61 (1998) 593–606.CrossRef T.G. Chondros, A.D. Dimarogonas, J. Yao, Longitudinal vibration of a continuous cracked bar, Engineering Fracture Mechanics 61 (1998) 593–606.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Jinhee Lee, Identification of multiple cracks in a beam using vibration amplitudes, Journal Sound and Vibration 326 (2009) 205–212.CrossRef Jinhee Lee, Identification of multiple cracks in a beam using vibration amplitudes, Journal Sound and Vibration 326 (2009) 205–212.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat R.Y. Liang, F.K. Choy, J. Hu, Detection of cracks in beam structures measurements of natural frequencies, Journal of the Franklin Institute 328 (4) (1991) 505–518.CrossRef R.Y. Liang, F.K. Choy, J. Hu, Detection of cracks in beam structures measurements of natural frequencies, Journal of the Franklin Institute 328 (4) (1991) 505–518.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat H. Okamura, H.W. Liu, C. Chorng-Shin, A cracked column under compression, Engineering Fracture Mechanics 1 (3) (1969) 547–564.CrossRef H. Okamura, H.W. Liu, C. Chorng-Shin, A cracked column under compression, Engineering Fracture Mechanics 1 (3) (1969) 547–564.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat M.R. Machado, S. Adhikari, J.M.C.D. Santos, Spectral element-based method for a one-dimensional damaged structure with distributed random prop- erties, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering 2 (2018) 1–31 M.R. Machado, S. Adhikari, J.M.C.D. Santos, Spectral element-based method for a one-dimensional damaged structure with distributed random prop- erties, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering 2 (2018) 1–31
24.
Zurück zum Zitat Barreto, L. S., Machado, M. R., Santos, J. C., De Moura, B. B., Khalij, L. (2021). Damage indices evaluation for one-dimensional guided wave-based structural health monitoring. Latin American Journal of Solids and Structures, 18(2), 1–17.CrossRef Barreto, L. S., Machado, M. R., Santos, J. C., De Moura, B. B., Khalij, L. (2021). Damage indices evaluation for one-dimensional guided wave-based structural health monitoring. Latin American Journal of Solids and Structures, 18(2), 1–17.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat M. Krawczuk, W.M. Ostachowicz, Influence of a crack on the dynamic stabilty of a column, Journal of Sound and Vibration 167 (3) (1993) 541–555.CrossRef M. Krawczuk, W.M. Ostachowicz, Influence of a crack on the dynamic stabilty of a column, Journal of Sound and Vibration 167 (3) (1993) 541–555.CrossRef
Metadaten
Titel
Influence of a Cracked Rod in the Dynamics of a Planar Slider-Crank Mechanism
verfasst von
Tomé S. N. Guenka
Marcela R. Machado
Copyright-Jahr
2024
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-56492-5_18

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.