Numerical Study of Modular 5.56 mm Standard Assault Rifle Referring to Dynamic Characteristics

The paper describes investigations carried out to verify a loading mechanism of a newly designed modular assault rifle MSBS-5.56. A complex character of interaction between its elements during a reloading process encouraged the authors implement a numerical approach based on the multibody system to specify the essential dynamic characteristics. The achieved results were compared to the data recorded during the experimental tests on the shooting range. Owing to the proposed modelling methodology, a good agreement between experimental and numerical studies has been achieved.A numerical model presented in the paper will be applied in further investigations to analyse strength parameters of the reloading mechanism and to conduct additional optimisation studies

Badania układów hamulcowych metodami numerycznymi

The paper presents the examples of numerical simulations of braking systems performed in order to determine the parameters of their work. Using a typical finite element and meshless numerical methods, dynamic analyses of the brake were performed paying particular attention on the phenomenon of thermo-mechanical coupling occurring in the process of braking, as well as wear processes occurring on the surface of the linings. The article presents sequence of research steps, including hybrid modelling of braking system.\W pracy przedstawiono przykłady symulacji numerycznych układów hamulcowych wykonanych w celu wyznaczenia parametrów ich pracy. Stosując siatkowe i bezsiatkowe metody numeryczne przeprowadzono dynamiczne analizy pracy hamulca ze zwróceniem szczególnej uwagi na zjawiska sprzężone (cieplno – mechaniczne) występujące w procesie hamowania oraz procesy zużycia zachodzące na powierzchni okładziny ciernej. W artykule przedstawiono kolejne kroki badań obejmujące modelowanie hybrydowe układu hamulcowego

Influence of break shoes wearing in drum break - numerical approach

Braking system is one of the key components influencing passenger safety. Today, a design process of brakes is usually experience - driven, based on brake manufactures know - how. Using this approach, it is fairly difficult predict the brake components exact working condition or durability - parameters still more often required in a modern design process, what results in a rising demand for an exact simulation of a braking process. This paper presents numerical analyses of a drum brake. Both static and dynamic FE analyses were conducted in order to verify behaviour of numerical procedures affecting the braking process. The phenomena of heat generation by friction forces and the influence of a wear pattern was emphasized during dynamic calculations, while static analyses were focused on sensitivity to thermal properties of materials. FE models, including loads and boundary conditions, are described in details. Some of the data used during the simulation were taken from experiments. These laboratory tests are also briefly described in the paper. Based on the obtained results, it is shown that a numerical procedure converting sliding energy coming from friction to heat used in a coupled mechanical - thermal dynamic calculation works properly, but is very sensitive to material thermal properties. Proper FE modelling of the contact area and contact forces is also crucial. Unfortunately, due to lack of real material data, the presented results have quantitive character only

Wpływ systemu utrzymania na jakość mikrobiologiczną jelit kaczek Pekin P44 i piżmowych MR71

In this study, we analyzed the effect of rearing system of ducks on the quantitative and qualitative composition of their gut microfl ora. 180 ducks and 180 drakes of Pekin 44 and Muscovy MR71 lines were kept in the intensive system on litter; the same number of birds was kept in the semi-intensive system. In the latter, starting from the 3rd week of life the birds were allowed to use free ranges. After slaughter of 15 ducks and 15 drakes from each group, their intestinal digesta was subjected to microbiological analysis. The possibility of using the free ranges had a positive effect on the quantitative and qualitative composition of intestinal microfl ora of these birds. The count of aerobic mesophilic heterotrophs in the intestinal digesta of ducks was higher in the case of birds kept in the semi-intensive system. More benefi cial results were achieved in the case of Muscovy ducks considering mainly the coli/lacto ratio which was the lowest (0.08) in this group for both sexes kept on free range. Noteworthy is also that no pathogenic bacteria of the genera: Salmonella, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus, Clostridium perfringens and Escherichia coli were found in any of the analyzed samples.Wpływ systemu utrzymania na jakość mikrobiologiczną jelit kaczek Pekin P44 i piżmowych MR71. W badaniach analizowano wpływ systemu utrzymania kaczek na ilościowy i jakościowy skład mikroflory jelitowej. Po 180 kaczek i 180 kaczorów Pekin P44 i piżmowych MR71 utrzymywano w systemie intensywnym na ściółce i taką samą ilość ptaków w systemie półintensywnym. W systemie półintensywnym ptaki od 3. tygodnia życia mogły korzystać z ograniczonych wybiegów. Po uboju 15 kaczek i 15 kaczorów z każdej grupy wykonano analizę mikrobiologiczną treści ich jelit cienkich. Możliwość korzystania z wybiegów miało pozytywny wpływ na jakościowy i ilościowy skład ich mikroflory jelitowej. Liczebność tlenowych mezofilnych bakterii heterotroficznych, w treści jelita cienkiego kaczek, była wyższa dla ptaków utrzymywanych w systemie półintensywnym. Korzystniejsze wyniki stwierdzono w przypadku kaczek piżmowych, głównie odnośnie współczynnika coli/lacto, który był najniższy (0,08) u tej grupy dla obu płci utrzymywanych na wybiegu. Na szczególną uwagę zasługuje również fakt, iż nie stwierdzono obecności bakterii chorobotwórczych z rodzaju Salmonella, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus, Clostridium perfringens i Escherichia coli w żadnej z badanych prób

Comparison of numerical testing methods in terms of impulse loading applied to structural elements

This paper presents comparison of numerical testing methods of an impulse loading which comes from a detonation process, i.e. blast wave propagation in a gas medium. Investigations were carried out using an analytical and numerical model based on the Finite Element Method. In order to reduce computational time, the substitute analytical model with one degree of freedom was implemented, which replaced a chosen actual system (I-section steel column). For structure modelling, the constitutive model was used, which included the strain rate effect. From the performed analyses, an acceptable similarity was noticed, although the discrete model due to greater forces gave inflated results. Nevertheless, it should be pointed out that simplified methods do not take any wave and flow around effects into consideration, which have an influence on the dynamical response of the structure and are possible to implement in the gas medium coupling

Numerical modeling and thermographics measurements of break phenomena parameters

W pracy przedstawiono wybrane wyniki dotyczące modelowania numerycznego oraz badań termograficznych hamulców tarczowych. Do określenia w czasie rozkładu temperatur na powierzchni klocków hamulcowych wykorzystano metodę elementów skończonych. Wykonano też pomiary termograficzne zarówno tarczy hamulcowej jak i okładzin ciernych. Wykonano pomiary temperatur pary trącej zarówno w czasie procesu hamowania jak również chłodzenia hamulca. Określono rozkład temperatur w wybranych przekrojach par ciernych badanych na stanowisku pomiarowym.Considerable amount of heat is generated in a limited volume of the brake during vehicle braking, which results in several undesired effects, such as thermal shock, local overheating of brake elements and cooling problems. In this paper, selected results of thermal measurements of the braking process are presented, performed on the IL-68 test stand (Fig. 1.) The numerical model of this stand was also created (Fig. 2, Fig. 3) and the numerical simulations of the first 100 ms of the braking process was performed. The temperature distribution across the surface of brake pads was calculated (Fig. 4) as well as the maximal temperature values throughout simulated period. Temperature distribution in the test brake was also measured, using thermal imaging (Fig. 5). Because of the measurement range of the applied thermal camera the measurements were started 300 ms after the brake was engaged and the next 2,5 s were recorded at 1000 frames per second. Sample image from the beginning of the recorded sequence is presented in Fig.6a, whereas Fig.6b shows the breaking disc when it was stopped. The temperature changes versus time presented in Fig. 7 were obtained on the basis of frame-by-frame analysis and their character is in accordance with previously calculated, simulated values. The cooling process of the entire brake thermal node was also investigated, which is very important as after several consecutive braking cycles the heat accumulates. The temperature changes after braking depicted in Fig. 8indicate rather low cooling rate. Thermal time constants (1), (2) of thisprocess were determined. The data gathered during the analysis of thermal images will be used to verify the numerical model of the brake and will also be used as design guidelines in the optimization of brake design for improved heat transfer

Testing of bolt carrier bumper material stiffness in terms of dynamic response of standard assault riflemsbs-5,56 operating parts

Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie możliwości wykorzystania analizy numerycznej MES w procesie badania odpowiedzi zespołu „automatyki” karabinka podstawowego kalibru 5,56 mm w zależności od przyjętych właściwości mechanicznych materiału zderzaka elastomerowego. W artykule scharakteryzowano opracowany do obliczeń model numeryczny oraz przyjęte w analizie MES warunki początkowo-brzegowe, a także przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych materiału zderzaka elastomerowego. W rozdziale dotyczącym prezentacji wyników dokonano porównania otrzymanych charakterystyk kinematycznych i dynamicznych wyznaczonych dla podzespołu suwadła.The main goal of the paper is to present the possibility of FE analysis of modular small arms system. The authors decided to test numerically the stiffness parameters of an elastomeric bumper and its influence on kinematic characteristics, as well as on dynamic response of a gun. The presented problem was solved using dynamic computations implementing the explicit central difference scheme with modified time integration of the equation of motion. The main concern in the research was focused on finding the optimal parameters of elastomeric element, in terms of absorbed energy and interaction forces between collaborating elements of modular small arms system. In the final part of the paper are drawn conclusions

Numerical study of standard assault rifle dynamic response

Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie możliwości wykorzystania analizy numerycznej MES w procesie badania odpowiedzi zespołu automatyki karabinka podstawowego. W artykule scharakteryzowano opracowany do obliczeń model numeryczny oraz przyjęte w analizie MES warunki początkowo-brzegowe. Wykorzystanie metody elementów skończonych w procesie obliczeń numerycznych działania automatyki broni strzeleckiej pozwala na uwzględnienie szeregu dodatkowych czynników. Uwzględnia się takie zjawiska jak: dyssypacja energii w wyniku procesu tarcia, udział w bilansie energetycznym energii wewnętrznej, tłumienia, zależność sił tarcia w funkcji prędkości, drgania poszczególnych elementów układu, odwzorowanie dyssypacji energii przez zderzak elastomerowy itd. W wyniku przeprowadzonej analizy numerycznej dla układu bazowego, referencyjnego otrzymano charakterystyki kinematyczne i dynamiczne, które przedstawiono w postaci wykresów. W części końcowej pracy dokonano zestawienia otrzymanych charakterystyk kinematycznych i dynamicznych wyznaczonych dla podzespołu suwadła oraz porównano je z wynikami badań eksperymentalnych.The main goal of the paper is to present the possibility of FE analysis in a process of investigation of modular small arms system dynamic response. The numerical model developed during computation process and initial-boundary conditions are described. The authors decided to use the FE method due to its ability to include in simulations such effects as: dissipation energy of friction, internal energy participation in total energy result, damping process, relationship between force of friction and velocity function, vibrations, deformation of bumper material. The results of analysis such as kinematic and dynamic characteristic are presented on the plots. Displacement and velocity of slide are compared with experimental results. In the final part of the paper, the conclusions are drawn

Porównanie nieśności i masy jaj kur nieśnych utrzymywanych w dwóch typach klatek

This study was aimed at comparing production results of laying hens kept in two types of cages: furnished cages and conventional cages. It covered the period from the 36th till the 54th week of hens life that was divided into two experimental stages: stage I - from week 36 till week 44, and stage II - from week 46 to week 54. Till week 44, 190 layers were reared in groups (10 hens each) in furnished cages (F) and 190 layers were kept individually in conventional cages (C). In week 45, the hens from furnished cages (F) were moved to conventional cages (FC), whereas these from conventional cages (C) were randomly merged into groups of 10 hens and transferred to furnished cages (CF). Egg laying (%) and egg weight (g) were controlled as well as percentage contribution of eggs in standard egg weight classes was determined in both experimental stages. The study showed a significant (P < 0.01) effect of cage type on the laying performance of the hens but only in the second stage of the study, as well as a significant (P < 0.01) effect of hens moving to different cages. In both cases, higher egg laying was reported for the hens from the conventional cages. Egg weight in the first and the second stage of the experiment was significantly (P < 0.01) higher in the groups housed in the furnished cage. A higher egg weight (P < 0.01) was determined in the layers in the second stage of the study. Both in the first (P < 0.01) and in the second (P < 0.05) stage, analyses showed a significant effect of cage type on the contribution (%) of eggs in particular egg weight classes. A higher percentage of eggs in the L class was obtained from the hens housed in the furnished cages. Differences in laying performance after hens moving suggest that the layers adapt more easily and faster to conditions of the C type cages. The egg weight was, probably, more dependent on general laying performance and age of the hens than on cage type.Porównanie nieśności i masy jaj kur nieśnych utrzymywanych w dwóch typach klatek. W badaniach porównywano wyniki produkcyjne kur niosek utrzymywanych w dwóch typach klatek: klatkach wzbogaconych i klatkach konwencjonalnych. Badaniami objęto okres od 36. do 54. tygodnia życia kur podzielony na dwa etapy: I - od 36. do 44. tygodnia, II - od 46. do 54. tygodnia. Do 44. tygodnia 190 niosek utrzymywano grupowo (po 10 kur) w klatkach wzbogaconych (F) i 190 niosek utrzymywano pojedynczo w klatkach konwencjonalnych (C). W 45. tygodniu nioski z klatek wzbogaconych (F) przeniesiono do klatek konwencjonalnych (FC), a ptaki z klatek konwencjonalnych (C) połączono losowo po 10 i wprowadzono do klatek wzbogaconych (CF). W obu etapach badań kontrolowano nieś-ność (%) i masę jaj (g), określono też procentowy udział jaj w standardowych klasach wagowych. Wykazano istotny wpływ (P < 0,01) typu klatki na nieśność kur, ale tylko w drugim etapie badań, oraz istotny wpływ (P < 0,01) przeniesienia kur. W obu przypadkach większą nieśność wykazywały kury w klatkach konwencjonalnych. Masa jaj w pierwszym i drugim etapie doświadczenia była istotnie większa (P < 0,01) w grupach utrzymywanych w klatkach wzbogaconych. Większą masę jaja (P < 0,01) stwierdzono u kur w drugim etapie badań. Zarówno w pierwszym (P < 0,01), jak i w drugim (P < 0,05) etapie badań wykazano istotny wpływ typu klatek na udział (%) jaj w poszczególnych klasach wagowych. Więcej jaj w klasie L uzyskano u kur utrzymywanych w klatkach wzbogaconych. Różnice w nieśności kur po przeniesieniu sugerują, że nioski o wiele łatwiej i szybciej adaptują się do warunków klatek C. Masa uzyskanych jaj była bardziej zależna od poziomu nieśności i wieku kur niż rodzaju klatki