PROCEDURE OF FINITE ELEMENT ANALYSIS

PROCEDURE  OF  FINITE  ELEMENT  ANALYSIS

     Considered  an  example  of  automobile  piston  .  A  piston  during  the  operation  of  ic  engine  which  is  subjected   to  various  loads  like  impact  load  ,  friction  load  ,  Due  to  this  load  the  stress  distribution  is  may  taken  in  piston  body  .  The  stress  distribution  is  determined  by  using  finite  element  analysis  approach  ,  which  entire  body  of  piston  is  divided  into  smaler  elements  called  finite  elements  .These  elements may  be  cuboidal ,  prism  etc.  These  elements  are  connected  at  corner  vertices  .  Once  the  entire  stress  distribution  is  on  entire  piston  body   then  design  improvement  can  be  increased  by  wall  thickness  .

1 .  CHOOSING  THE  APPROXIMATE  SYSTEM  

                                                              The  analysis  is  first  restricted  to  single  field  element  by  finding  the  value  of  field  variables  at  the  nodes of  the  piston  .  The  value  of  field  variable  at  the  entire  element   domain  can  be  found  out  by  extrapolating   the  value  of  nods  and  approximating  the  system  .  These  are  done  by  analysis polynomial  expression  ,  which  is  easy  to  integrate  or  differentiate . 

2 .  FORMING  THE  ELEMENT  MATRIX  OR  EQUATION 

                                                             The  analysis  of  single  element  is  done  by  applying  the  equation   of  equillibrium  to  that  element  .  These  equation  is  expressed  in  the  matrix  form  called   element  matrix  .  Such  element  matrix  can  be  generated   for  each  of  the  element  .

3 . ASSEMBLING  THE  MATRICES 

                                                          The  element  matrices  of  all  the  elements  are  combined  oe  assemble  to  form  global  stiffness  matrix  which  represent  the  entire  body  .  The  boundary  condition  is  applied  on   global  stiffness  matrix  which  reduce the  size  of  global   matrix  .

4 .  FINDING  THE  ENTIRE  FIELD  VARIABLES  

                                                The  unknown  field  variable  can  be  find  on  from  global  stiffness  matrix  by  using   gauss  elimination  approach  .   The  value  of  field  variable  is  known  as  nodle  point  .  which  ultimately  can  be  find  the  value  of  field  variables  of  entire  element  domain .

5 .  INTERPRETING  THE  RESULT  

                                               Once  the  value  of  field  variable  is  find  out  then  conclusion   is  drawn  ,  and  approximation  modification  is  incorporated  into  original  design  in  order  to  improve  the  design .    

STATE , PATH , PROCESS , CYCLIC

CHANGE  OF  STATE 

                             Any  operation  in  which  one  or  more  properties  of  the  system  changes  called  change  of  state 

PATH 

     A  locus  of  series   of  state   in   which   system   changes    from  one  initial  state  to  another  called  path  

PROCESS

      A   process  is   a  system  in  which  system  is  change  from  one  state  to  another   .   In  process  the  path   is   completely  specified  .  from  line  12  is  path  takes  place   

CYCLIC  

         A  transformation   of  a  thermodynamic   system  from  one  thermodynamics  state   to  another   .called  cyclic  process   

PMMIK

  PMMIK  stands   for    Perpetual    motion  machine  of  first   kind  ,A  machine   which  violates   a  first  law  of  thermodynamics   called  PMMIK .  It  is  defines  as  the  machine  which  produce  heat  without  any  computing  an  equipment   amount  of   energy   from  its  source  .   Since  a  machine  is  impossible  to  obtain   an  actual  practice  because   no  machine  can  produce  energy  its  own   

IRON CARBON DIAGRAM

IRON   CARBON  DIAGRAM

      An  iron  carbon  alloy  in   the molten  state  is  considered  as  the  solution  of  fe3c  in  iron .  This  solution  is  cooled  and  solidifies  it  depends  upon  the  amount  of  carbon  present  in  alloy  will  solidifies  as  solid  solution  or  eutectic  .  If  carbon   does  not  exceed  2%  then  alloy  is  sloidifies  as  solid  solution  .  The  solid  solution  in  y - iron  known  as  astenite  .   and  all  the   solution  regardless  the  amount  of  carbon  ,which  may  range  from  nil  to  saturation  point  2%  .  The   solid  solution  sometimes   known  as  2%  of  astenite  .If  alloy  exceed  2%  of  carbon   then is  solidifies  as  eutectic  .  which  freezes  at  1143 c   and  contain  4.3  carbon  . The   limit  of   carbon  is  recognised  as  the   division  of   cast  and  steel  iron   , an   iron   carbon  alloy  is  less  than  that  of  amount  is  defined as  steel and  more  being  as  cast  iron  .  The  word  everything  on  the  left  side  of  AB  diagram  consists  solid  solution  .   and  right  side  eutectic  .  

                 The  theory  of   heat   treatment   is  based  on  the  change  takes  place  in  the   internal  structure   of  the   steel  at  specific  temperature  .  Steel  in   its  formed   is  composed   as  pure   iron  as   small  percentage  of  carbon  is  added  .  At  normal  temperature  the  steel   consists as  pure  iron  called  as  ferite  and    combined  with  iron  carbide  known  as  Cementite  .

                   The  iron   carbon   diagram   equilibrium   symbolise  that  carbon  content  affect  the  structure  of  steel  during   heat  treatment   .  This  term  used  in  diagram  is  understood  ,  pure  iron  ferrite  and  iron  carbide  .   The  ferrite  and  cementite  combined   in  layers   and  resultant   structure   is   known   as  pearlite  .   If  heat   process   is   continues   beyond   critical  temperature  then  pearlite  become   austenite  .   The   alloys  contain   0.83   carbon  then  true  pearlite  is  dissolved         

     

DIESEL CYCLE

DIESEL CYCLE

            The  diesel  cycle  was  developed  by  RUDOLPH  DIESEL  IN  1893  .

   PROCESS  1 - 2

        Piston  moves  from  crank  end  center  to   cover  end  dead  center  and  air  in  state  1  is   compressed  isentropically  to  state  point  2  through  compression  ratio   V1/V2 .

PROCESS  2 - 3

       Heat  is   added   to   compression  at   constant  temperature  through  external  source  which  brought  into  cylinder  head  .  The   heat  supply   is   stopped   at  point   3  it  is called   cut  off  point  .  and  volume  ratio  V3/V2  .   is   called  cut  off  ratio  or  isobaric   expansion  ratio

PROCESS  3 - 4

        The increase   high  pressure  exerts  a  greater  amount   of  force  and  push  into  ODC .  and  work   is   done    by  the   system  .  The   volume  ratio  V4/V3   is  called   isentropic   expansion  ratio .

PROCESS  4 - 1

        The  piston  is  on  rest   and   heat   is   rejected  to  the   external   sink  by  bringing   it   contact  with  cylinder   head  .

 THERMAL  EFFICIENCY  OF   DIESEL   CYCLE

      The  compression  process  1 - 2  and  expansion  process  3 - 4  is  isentropically  and  there  is  no  heat  interaction  in  this   process  .  Energy  is   absorbed  during   process  2 - 3  at  constant pressure  and  heat  is  rejected  during  process  4 - 1  at  constant   volume  .

      

CHAIN DRIVES

CHAIN  DRIVES

          The  velocity ratio  in  belts  and  ropes  are  vary  due  to  slip   Because  of  contact  surface  becoming  slightly  greasy .  Chain  drives  are  used  where  the  distance  between  the  shaft  center  is  short  such  as  cycle ,  motor  vehicles  .

ADVANTAGES  OF  CHAIN  DRIVE  

1 .  Chain  drive  takes  a  less  space  than  ropes  or  belt  drive  .
2 .   No  slip  takes  place
3 .  More  power  is  to  be  transmitted  when  the distance  between   shaft  is  less
4 .  High  transmission  efficiency
5 .  Capable  transmitting  a  good  amount   of  power

CLASSIFICATION  OF  CHAINS 

   The  chains  are  classified  into  hoisting  and  hauling  chains ,  conveyor  chain ,  power  transmission   chain  ,

1 .  HOISTING  AND  HAULING  CHAIN  

                                 The  link  in  such  chains  are  oval  or  square  shape  .  These    chains  operates  at  low   speed  .  These  chains  have  low  manufacturing  cost  .

2 . CONVEYOR  CHAIN

           The  link  in  such  chain  are  either  of  hook  joint  type   or  closed  type   These  chains  run  at  average   slow  speeds  and  lack   smooth  qualities  .

3 .   POWER  TRANSMISSION  CHAIN  

                  These   chains  are  available   at  block ,  roller  and  silent  configuration  .  These  chains  are  essentially  built  for  high  speed  performance  .

    The  block  chain  are  being  put  to  some   use  as  conveyor   chain  operating  at  low  speed  .

  The  roller  chain  assembly  essentially   consists  of
    1 .  The  pink  link  plate
  2.    Pink ,  brushes  and  roller

        The  salient  features  of  roller  chain   is
   1 .  Strong  and  simple  construction
   2 .     Provide  good  service  even  under  serve  working  conditions .
   3 .  Require  little  lubrication  .       

MILLING MACHINE

MILLING  MACHINE

         Milling  is  the cutting  operation  that  removes  metal by  feeding  the  work  aganist  a  rotating  cutter  having  single   or  multiple  cutting  edges  .

WORKING  PRINCIPLE

                         The  workpiece   is  held  on  worktable   of  the  machine  . The  table  movement  may  be  longitudinal  ,vertical  or  rotational  .  The   table  movement  controls  the  feed of   the  workpiece  aganist  the  rotating  cutter .  Except  for  rotation  the  cutter  has  no  other  motion  .

ADVANTAGE  OF  MILLING  MACHINE

1 .  Rate  of  metal  remove  rapidly  as  the  cutter  rotates  at  high speed  .
2 .  Higher  accuracy  and  better  surface  finish  is  obtain  due  to  multiple  cutting  edges .
3 .  Several  surfaces  can  be  machined  at  the  same  time
4 .  Capability  to  perform  a  large  variety  of  operation
5 .  Availability  of  a  wide  variety  of  cutter  for  doing  different  types  of  work

The  specification  of  milling  machine

    1 .  Size  of  worktable
    2 .  Maximum  length  of  longitudinal  ,  cross  , vertical travel  of  the  worktable  .
     3 .  Power  of  driving  motor
       4 .  Type  of  drive  for  different  movements
      5 .   Spindle  speed  and  numbers  of speed
      6 .  Weight  of  machine  and  floor  space required

HOW  MILLING  MACHINE  ARE  CLASSIFIED 

1 .  KNEE  AND  COLUMN  MILLING  MACHINE
                                                                          Knee  and  column  type milling  machine  are  the  general  purpose  machine  most  widely  used  in  industry  .

1 . FIXED  BED  MILLING  MACHINE
                                                                    These  are  the  manufacturing  types   machines  used  for  mass  production .   In  these  machine  ,  the  cutter  height  is  movement  is  controlled  by  the  vertical  movement  of  the  head stock  .

3 .  SPECIAL  TYPE  MILLING  MACHINE 
                                                 These  are  designed   for  specific  milling  operation

    

BRAKES

BRAKES

     A  break  is  a  device  that  brings  a moving  body  to  rest  or  holds  to   the body  in  a  state  of  rest  aganist  the  action  of  external  force  .When  the  break  is  applied  it  offers  frictional  resistance  to  an  element of  the  moving  machine  . The  moving  then  absorb  kinetic  energy  of  motion  .  The  kinetic  energy  absorbed  by  the  brakess  is  converted  into  heat  either  by  surrounding  or  by  water  then  is  circulated  through  passages  in  the  break   drum  .
      Break  are  used  to  stop  moving  member  or  to  control  its  speed  .

CLASSIFICATION  

         The  breaks  are  classified  into  hydraulic  ,  electric  and  mechanical  break  .
                        The  hydraulic  and  electric  break  are  mostly  used  in  laboratory  ,  highway  trucks   .

The  mechanical  breaks  can  be  catogrised  as 

Radial  break 

                  which  apply  the  retarding  force  on  the  break  drum  in  the  radial  direction  .  The  radial  break  may  be  internal  or  external  break

Axial  break
               where  in  the  force  acting  on  the  break  drum   is  in  axial  direction  .

CLASSIFICATION  OF  BREAK 

 1 .  SINGLE  BLOCK OR  SHOE  BREAK 

                        The  single  block  or  shoe  break  essentially  consists   of  a   block   or  shoe   which  is pressed  against  the  rotating  drum  .The  block   is  rigidly  fixed   to  a  lever   which  has  one  end  is  fixed  and  other  end is  free .   This   helps    to replace  the  block  and  wear  out  .  Wood  and  rubber bloaks  are  used  with  light  and  slowing  moving  vehicles  . Generally  the   block  is made   of  cast   steel  .  

                          When  force  is  applied  at  free end of  the  lever   ,  the  block   get  pressed  aganist  the  rotating drum  .  The  block  exerts  a  radial  force on  the  drum   , this  force pass  through through  the  centre  of  the  drum   .  The  frictional  between  block  and  drum  set  up  a  breaking  force  and  stop   the   motion   of   the   drum  .

2 .    DOUBLE  BLOCK  OR  SHOE  BREAK 

                       When  pressure  is  applied   by  pressing  the  single  block  aganiost  drum  then  is  side  thrust  in   the  shaft   bearing  because  of  additional   load  due  to  the   normal  force   ,  These  produce  bending  of  the  shaft   The  break  is  set  up  by the  a   spring  which  pulls  the  upper  end  of  the  break  arm  toghther  .  When  force  is  applied  to  the  bell  crank  lever  , the  spring  is  compressed  and  the  break  is  released  .

3 .  BAND   BREAKS 

          The  band  break  may  be  simple  or  differential  break  .
                    The  simple  band   break  consists  of  one  or  more   ropes  ,  belts  or  flexible  steel  band  lined  with  frictional  material  . One  end  of  the  break  is  attached  to  the fulcrum   of  the  lever   while  the   other  end  is  attached  to  the  lever  at  a  point  that  lies  at  a  known  distance  from  the   fulcrum  pin  .
                                               When  force  is  applied at  free end  of   the  lever  the  band  get  pressed  aganist  the  external  surface  of  the  drum  .   This  act  provides  the  breaking  force  between  the block  and  drum  .

GEARS

GEARS

   Power  is  transmitted  from  one  shaft  to  another  with  gear  drives  when

1 .   When  distances  are  very short
2  .   When  the   shaft  at  low  speed
 3 .  Always  a  positive  drive
4 .    There  is  a  need    a  set up  and  set  down  of  speed
5 .  Transmitted   high  torque
6 . Time  is  required



     Gears  layout  are  at  very  compact  level  .And  its  provide  a  highly  efficient  and  reliable  service .

TYPES  OF  GEARS

1 .  SPUR  GEAR

              It  is  a  cylindrical  gear  whose  tooth  teeth  are  parallel  to  gear  axis .  The  spear  gear   are  used   to  transmitting  motion  between  two  shafts  whose  axis  are  parallel  and  coplanar .

2 .   HELICAL  GEAR  

               It  is  a  cylindrical  gear  whose  tooth  traces   are  straight  helices ,  teeth   are  inclined  at  an  angle  to  gear  axis  .  The  double  helical  gear  are  the  equivalent  of  two  helical  gears  .
              The  helical   gears  are  used in  automobiles  gear  boxes  .

3 . BEVEL  GEAR 

             The  bevels  gears  are  used  to   connect  two  shafts  whose  axis  are  coplanar  but  intersecting  .  When  bevel   gears  have  their  teeth  inclined  to  the  face  of  bevel   it  is  called  helical   bevel   gears  .

4 . SPIRAL  GEAR  

             These  are  identical  to  helical  gear  with  the  difference  that  these  gear  have a  point  contact  rather   than   a    line  contact  .  These  gears  are  used  when  the   connections  is  to  be  made    between  intersecting   and   co-Coplanar  shaft .  

  

    

CLUTH

CLUTCH

      Clutch   is  the  connection  between  drive  and  driven  shaft  .  The  clutches  are  mostly  used  in  automobiles  practice  when  the   vehicle  has  to be  stopped  for  a  while   with  the  engine  still  running .  Many   types  of  clutches   are  in  use  but  the  most  common  is  the  single  plate  friction  clutch  

What   is  friction  clutch  ?

      A  friction  clutch  transmits  the  power  by  friction  without  shock  .  It   is  used  when  sudden  and  complete  disconnection  of  two   rotating  shaft  is  necessary  .  and  the  shaft  are  in  axial  alignment .

                        In  a  single  plate  clutch  essential  consists  of  three  main  parts  

                  1 . The  driven  plate  or  flywheel
                   2 . Clutch  plate  or  driven  plate
                  3 .   pressure  plate
The  pressure  plate  and  flywheel  are  representing  the  two  piece  of  bread  .  Essentially  it  consists  a  steel  plate    whose  both  side are  lined  with  a  frictional;  material  .  The  clutches  is  withdrawn  by  forcing  the  pressure  plates  again  the springs  .  There  then  is no  contact between   the  clutch  plate  and  pressure  plate  The  clutch  plate  moves  away  from  the  flywheel  . Even  the  flywheel  and  pressure  plate  may  be  rotating  ,  the  clutch  plate  and  hence  driven  shaft  remain  stationary

MULTI    PLATE  CLUTCH   

          When  more  torque  is  to  be  transmitted  such  as  heavy  load  transport  vehicles  and  racing  cars  ,  used  is  made  of  multi   plate  clutch  in  which  numbers  of  friction  surfaces  is  increased  .  the  unit consists  of

•  Friction  plate  which  have friction  lying  on  both  sides  ., These  friction  plates  are  attached  at  the  top  and  to  the  flywheel   and  are  also  move  freely  axially . These  plates  rotate  with  the  flywheel  and  hence  with  the  driven  shaft .

RECIPROCATING PUMP

RECIPROCATING PUMP

             The  reciprocating pump  is  a  positive  displacement  pump  .  i.e  it   operates  on  the   principles  of  actual  displacement  or  pushing  of  liquid  by  a  piston  that  executes  a  reciprocating  motion  in  a  closing  fitting  cylinder  .

OPERATION  OF  A  RECIPROCATING  PUMP

   

                             A  reciprocating  pump  consists  essentially  of

1 . A  piston  or  plungers  that  reciprocates  moves  backward  or  forward  in  a  closely fitted  cylinder .

2 . Suction  and  delivery  pipes  which  are  provided  with non  returns  value  .  a  suction  valve  in  suction  pipe  and  delivery  valve  in  delivery  pipe  .

3 .  Crank  and  connecting  and  mechanism  operated  by  a  power  source  which  may  be  a  stream  engine  an  internal  combustion  engine  or  an  electric  motor  .


In  a  single  reciprocating  pump  liquid  act  on one  side  of  the  piston  only  .  When  the  crank  turn  clockwise  the  piston moves  outward  to  the  right  and  rarefaction  develop  in  the  left  space  of  cylinder  .  The  suction  stock  is  complete  and  the  left  side  of  cylinder  is  full  of  liquid  .  The  increase  in  pressure  cause  the  suction  valve  to  close   and  discharge  valve  to  open  .

In  a  double  acting  reciprocating  pump  suction  and  delivery  strokes  occur  simultaneously  When  the  crank  turn  clockwise  rarefaction  is  caused  on the  left  side  of  the  piston  and  liquid  is sucked  from  the  pump  through  the  suction  valve  .

DEFORMATION OF METALS

DEFORMATION  OF  METALS

     The  change  in  dimension  of  forms  of  matters  under  applied  external  force  .   It  is  caused  by  either  the  mechanical  action  or  by  various  processes  and  physio  chemical   processes .   to  form  mechanical  force  deformation  of  metals  is  necessary  .

TYPES  OF  METAL  DEFORMATION  

There are  two  types  of  deformation   

1 . Elastic  deformation

2 .  Plastic  deformation

ELASTIC  DEFORMATION  

    Elastic  deformation  is  the  deformation  which  disappears  when  load  is  removed  .  It  proceeds  (  takes  place  before  )  plastic  deformation  .  Thus  elastic   deformation  occur  when  stress  applied  on  it

    When  tensile  load  is  applied  then  the  piece   is  longer where  as  compressive  is  shorten  the  piece  .  when  load  is  removed   then  metal  piece  come  in  original  position

Under  elastic  deformation  the  strain   is nearly  proportional  to  stress  .  The  ratio  of  stress  and  strain  under  elastic  deformation  called  young  modulus  and  modulus  of  elasticity  .  And  its  magnitude  is  applied  under  force  of  attraction  between  atoms  of  metals  .

Shear  stresses  is  set  up  along  crystal  structure  in  engineering  application  .  This  produce  displacement  in  one  plane  of  atoms  alternates  the  other  plane  of  atoms  .

PLASTIC  DEFORMATION  

     It  is  the  deformation  which  proceeds  even  after  load  is  applied  . Plastic  deformation  is  observed  on  stress  in  elastic  limit  .  Plastic  deformation  is  the  function  of  stress  temperature  and  rate  of  staining   .  Plastic  deformation  is  associated  with  displacement  of  the  atom  with in  the  grain  .  permanent  shape  of  the  material  .


   Plastic  deformation  is   generally  applied  on  metturlogical  operation  of  shaping  which  include  stamping  in  automobile  parts  ,  boilers  parts  .

    The metals  in  plastic  deformation  is  set  in  slipping .

VAPOUR COMPRESSION REFRIGERATION CYCLE

VAPOUR  COMPRESSION   REFRIGERATION  CYCLE  

    The  system  comprises  numbers  of  flow   processes  carried  out  in  a  seperate  component  namely  Compressor , Condenser , expansion  valve ,  evaporator  .


      The  operation  of  cycle  

1 .  REVERSIBLE  ADIABATIC  COMPRESSOR 

                                                                                       The  vapour  at  low  pressure p1 and  temperature  t1  is  drawn  from  from  evaporator  during  suction  stock  of  compressor  .   During  compressor  the  vapour is  compressed  at  high  temperature t2 and  high  pressure  p2  . At  compressor  exist  ,  the  vapour  may  be  wet  ,  dry  ,  and  super  heated  .   In  addition  to  rising  the  pressure  of  vapour  ,  the  compressor  creates  a  pressure  difference  between  evaporator  and  condenser  and  that  maintain  a  continuous  flow  of  refrigerant  through  the  system  .

2 .  CONSTANT  PRESSURE  CONDENSATION  

                                                                                        The  vapour  refrigerant  at  high  pressure  and  high  temperature  coming  from  compression  and  delivered  to  the  condenser  when   the  condensation  takes  place  at  constant  pressure  .The  condenser  first  absorb  heat  from  super  heat  and  temperature of  the  vapour   falls  from  saturation  temperature  .  then  refrigerant  looses  its  super heat  and  changes  into  high  pressure  liquid

3 .  THROTTLING  

                                The  expension  of  high  pressure  liquid  is  done  the  throttling  process  .  During  throttling  process  but  enthalpy  remain  constant  . Due  to  drop  in  pressure  the  liquid  starts  boiling  and   the  required  heat  is  provided  by  refrigerant  itself  .  The  refrigerants  is  a mixture  of  vapour  and  liquid  .

4 . CONSTANT  PRESSURE  EVAPORATION  

                                                              The  wet  vapour  after  throttling  passes through  evaporator  coils  placed  in  a  medium  which  is  to  be   cooled  .  Since  the  temperature  is  below  the  brine  ,  it  absorb  latent  heat  from  brine  and  get  evaporated  at  constant  pressure  .  The  vaporisation  continuous  upto  at  state  1  and  this  stage  of  the  refrigerant  depends  upon  the  heat  absorbed .

COMPUTER AIDED DESIGN (CAD)

COMPUTER  AIDED  DESIGN

Computer  aided  design  is  used  of   computer  system  to  assist  in  the   creation,  modification ,  analysis , and  optimisation  of  a  design. CAD  software  is   used  to   increase  the  productivity  of  the  designer  ,  improve  the  quality  of  design  ,  improve  communication  through  documentation.  and  to create  a  database  for  manufacturing , 

     

            It  is  used  in  many  fields  its  used  in  desgnining   electronic  system  known  as  electronic  design  automation .  In  mechanical  design  it  is  known  as  mechanical   design  automation CAD

which  include  the  process  of  creating  a  technical   drawing with  the   use  of  computer  system . 

             CAD  may  be  used   to  design  curves  and  figures  in  two  dimensional  or  curves ,  surfaces  and  solid  in  three  dimensional  space .

               CAD  used  in  many  applications like  ship  building  ,  aerospace  industries ,  CAD  is  also  wide  to  produce  computer  animation   for  special  effects  in  movies  .

USES  OF  CAD 

CAD   is  one  of  many  tools  used  by  engineers  and  designers  .  It  is  also  used  for the  accurate  creation  of  photo simulation   that  are  often  required  in  the  preparation   of  environment  impacts  reports .

             

SHEAR FORCE AND BENDING MOMENTS

SHEAR  FORCE

Shear  force  is  defined  as  the  pushing  one  parts  of  body  to one  side  and  another  parts  of  body  in  other  direction  . When  are forces  aligned  to  each  other  than  it  is  called  compression  force.  

         An  example  is  deck of   cards  being  pushed  in  one  of  the  top  and  another  to  the  bottom ,  causing  the  cards  to  slides .

BENDING  MOMENTS 

A  bending  moment  is  a  reaction  induced  in  a  structural  moments   when  external  force  is applied  to  the  elements  causing  the  elements  to  bends .  The  most  common  element  of  bending  moments  is  beam .  Beam  can  also  have  one  end  fixed  and  one  end  simply  supported .  The  simplest     type  of  beam  is  cantilever  which   is  fixed  with  one  end  and  is free from other  end .

SYSTEMS BOUNDARY AND SURROUNDING

SYSTEM

A   system  is  defined  as  a  region  in  space  containing  a  specific   amount  of   matter  whose  behavior  is   being  observed .

The  system  is  separated  from surrounding  by  its  boundary .  The  boundary  may  be  real  one  or  imaginary  surface .

 

The  boundary  may  be  in  rest  or in  motion  and  can   change  his  shape  and  size .The  term  surrounding  is  restricted  to  those  portion  of  the  matter  external  to  the  system  in  which  is  thermodynamics  affected  by  the  changes  occurring  within  in  the  system.

TYPES  OF  SYSTEMS    

1. OPEN  SYSTEM  

                                   It  is the  region   in   space   defined  by  boundary  across  in  which   matter  is  flow  in  the  form   of  heat  and  work  . 

    EXAMPLE  OF  OPEN  SYSTEM 

•                    Water  entering  boilers  and  leaves  as  a  stream 
•                    Gases  flowing  through  turbines 
•                     Gas  expending  from  pressurized   container  through  a  nozzle .

2 .  CLOSED   SYSTEM

                                It  is  a  system  in  which   no   mass  crosses  the  boundary .  that  is  quantity  of  matter    within   the   system  remain  fixed   .  But  energy  is  allow  to  cross  the  boundary  in  the  form  of  heat  and  work  .

    EXAMPLE  OF  CLOSED  SYSTEM

             

• Gas  expending  in  a  piston  cylinder  
• mixture  of  water  and  stream  in  closed   vessel 

3 . ISOLATED  SYSTEM

                                A  system  is  termed  as  isolated  if  neither  matter  or  energy  is  allow   to  transfer  to  across  the  boundary . 

       EXAMPLE  OF  ISOLATED  SYSTEM 

QUASISTATIC PROCESS

QUASISTATIC  PROCESS

In  thermodynamics  a  quasistatic  process is  a   thermodynamic  process ,  that  happens   infinitely  slowly . 

 

No  real  process  is  quasistatic  but  some  processes  can  be  approximated  by  performing   them   very   properly.

 

Any  reversible   process   is   a   necessirily  a  quasistatic  one  , However  some   Quasistatic   process   are   irreversible .  If  there   is   a   heat  flowing  (in  or   out  of   the   system)   or  entropy  is   being  created   in  such  a  way  .  An  example  of  a  Quasistatic   process  that  is   not  reversible  is  a  compression  against  the  system  with  a  piston  subjected  to  friction  --  although  the  system  is  always   in  thermal   equilibrium  .

            The  notable  example  of  a  process  that  is  not  even  Quasistatic   is  the  slow  heat  exchange  between  two  bodies  at  two  different  finitely  temperature  where  the  heat  exchange  is  controlled   by  adiabatic  process.

            The  states   of  the  two  bodies  are  never  infinite  close  to  equilibrium  .  since thermal  equilibrium  requires  that  the  two  bodies  at  the  same  temperature.    

EQUILIBRIUM

EQUILIBRIUM 

The  condition  of   system   in   which   all  competing  system   are  in  balance.

LIST  OF  TYPES   OF  EQUILIBRIUM  

1. MECHANICAL  EQUILIBRIUM  

                                           A  mechanical  equilibrium   is  a   state   in  which    momentum  of  a  particle ,  rigid   body ,  system   are  conserved  and  net  force  zero .

                                         F = 0

                                          In  the   specific  case  linear  momentum  is  zero  and  conserved  is  said  to  be  static  equilibrium .

                 EXAMPLE    when  a  person  press  a  spring, 

2.  CHEMICAL  EQUILIBRIUM  

                                     The  state  in  which  the  concentration  of  the  reactants  and  products  have  stopped  in  time . This  states  results  when  the  forward  reaction  proceeds  at  the  same  rate  as  the  reverse  reaction. 

3.  THERMAL  EQUILIBRIUM 

                                               A   state  where  an  object  and  its  surrounding  cease  to  exchange  energy  in  the  form  of  heat  it  means  they  are  in  same  temperature.  Thermal  are  obeys  zeroth  law  of  thermodynamics . System  in  thermodynamic  equilibrium  always  in  thermal  equilibrium.   

4.  THERMODYNAMIC  EQUILIBRIUM 

                                                           The  state  of  thermodynamic  system  which  is  in  thermal  ,  mechanical  and  chemical  equilibrium  . when  it is  said  that a  system  is  simple  in  equilibrium .

    

HYDRAULIC MACHINE

HYDRAULIC  MACHINE 

• It  is a  tools  that  used  liquid  fluid  power  to  do  simple  work.
• Heavy  equipment is   a  common  examples  of  this  types   of  machine.
• Hydraulic  fluid  are  transmitted  through  machines  to  various  hydraulic  motors  and  hydraulic  cylinders  .
• The  fluid  is  directly  control  by  control  waves  and  distributed  through  tubes.
• In  this  machines  very  large  amount  of   power  is  transmitted  through  small  tubes.
• Hydraulic  machines  is  operated  by  the  use  of  hydraulics.

• FORCE  AND  TORQUE  MULTIPLICATION 

          A  fundamental  feature   of  hydraulic  system  is  ability  to  apply   force  or  torque                          multiplication  in  easy  way,  without  the  need  of  mechanical  gears.  

• CONSTANT  PRESSURE  AND  LOADING  SENSING  SYSTEM 

1. CONSTANT  PRESSURE  SYSTEM

                                                             Pump  pressure   always  equal  to  the  pressure  setting   for  the  pump  regulator. This  setting  must   cover  the  maximum  required   load  pressure.

  

2.  LOADING  SENSING  SYSTEM

                                                          It  generate  less  power   losses  as  the   pump  can  reduce  the  both  flow  and  pressure   to  match  the   load  requirement .  It  also  require  additional  logical  valves .  It  generate  a   constant  power  loss   related  to  regulating  pressure.

• COMPONENTS  

1.   HYDRAULIC  PUMP  

      Hydraulic  pumps  supply  fluid  to  the  components  in  the  system. Pressure  in   the  system             develop  in  the  load.  Pump  have  a  power  density  about  ten  times  greater  than  electric               motor.  They  are  powered  by  electric  motor  connected  through   gears  reduced  vibration.

   

2.  CONTROL  VALVES  

     They  are  usually  consists  of  spool  inside  the  caste  iron  .  directional  control  valves  are            designed  for  stackable  with  one  valve  for  each  hydraulic  cylinder.

3.  ACTUATOR 

• Hydraulic  Cylinder 
• Hydraulic  Transmission  
• Brakes
• Hydraulic  Motor