Reduction of mechanical wave propagation in a wall made of concrete blocks with rubber filling - a numerical analysis

• Autorzy: Major Maciej

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2019.1.25

Warianty tytułu

PL

Redukcja propagacji fali mechanicznej w murze wykonanym z pustaków betonowych z gumowym wypełnieniem - analiza numeryczna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a numerical analysis of the propagation of a disturbance in the form of a mechanical wave caused by a concentrated force applied perpendicular to the plane of the wall fragment analyzed in the work. Numerical tests were carried out on a numerical model of concrete blocks with rubber filling and on hollow concrete blocks, as a reference model. The impact of using concrete-rubber hollow bricks on effective stress values obtained in two time steps was assessed. Stress distributions are presented graphically in two perpendicular cross-sections of the wall (vertical and transverse) at the location of the application of the declared concentrated load. The results obtained are summarized in the table. The rubber used as the filling was modeled as Zahorski's hyperelastic material. A numerical analysis was performed in the ADINA program.

PL

Przedstawiono analizę numeryczną propagacji zaburzenia w postaci fali mechanicznej wywołanej oddziaływaniem, które stanowiła wymuszająca siła skupiona, przyłożona prostopadle do płaszczyzny analizowanego w pracy fragmentu muru. Badania numeryczne przeprowadzono, wykonując model numeryczny z pustaków betonowych z wypełnieniem gumowym oraz z samych pustaków betonowych, z których mur stanowił model referencyjny. Oceniono wpływ zastosowania pustaków betonowo-gumowych na wartości naprężeń efektywnych uzyskanych w dwóch krokach czasowych. Rozkłady naprężeń przedstawiono graficznie w dwóch prostopadłych względem siebie przekrojach muru (pionowym i poprzecznym) w miejscu przyłożenia deklarowanego oddziaływania skupionego. Uzyskane wyniki zestawiono w tabeli. Gumę użytą jako wypełnienie zamodelowano jako hipersprężysty materiał Zahorskiego. Analizę numeryczną wykonano w programie ADINA.

Słowa kluczowe

EN

composite wall; ADINA; hyperelastic material; rubber; damping; FEM; Finite Element Method

PL

mur betonowo-gumowy; ADINA; materiał hipersprężysty; tłumienie; MES; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2019
• Tom: Z. 25 (175)
• Strony: 162--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Major Maciej

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Major M., Major I., Wykorzystanie odpadów gumowych w budownictwie zrównoważonym, Budownictwo o zoptymalizowanym potencjale energetycznym 2014, 2(14), 38-45.
• [2] Major M., Major I., Kuchárová D., Kuliński K., Reduction of dynamic impacts in block made of concrete-rubber composites, Civil and Environmental Engineering 14(1), 61-68.
• [3] Major M., Major I., Modelling of wave phenomena in the Zahorski material based on modified library for ADINA software, Applied Mathematical Modelling 2017, 46, 727-735.
• [4] Major M., Modelowanie zjawisk falowych w hipersprężystym materiale Zahorskiego, Wyd. PCz, Częstochowa 2013.
• [5] Aidy Ali, Hosseini M., Sahari B.B., A Review of constitutive models for rubber-like materials, American Journal of Engineering and Applied Sciences 2010, 3(1), 232-239.
• [6] Guo Z., Sluys L.J., Application of a new constitutive model for the description of rubberlike materials under monotonic loading, International Journal of Solids and Structures 2006, 43, 2799-2819.
• [7] Kosiński S., Fale sprężyste w gumopodobnych kompozytach warstwowych, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2007.
• [8] Major I., Major M., Application of hyperelastic materials in a composite hollow brick for assessing the reduction of dynamic loads - numerical analysis, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 585(1), 012031.
• [9] Mooney M., A theory of large deformations. Journal of Applied Physics 1940, 11, 582-592.
• [10] Rivlin R.S., Saunders D.W., Large elastic deformations of isotropic materials, VII Experiments of the deformation of rubber, Philosophical Transactions of the Royal Society 1951, 243, 251-288.
• [11] Zahorski S., Doświadczalne badania niektórych własności mechanicznych gumy, Rozprawy Inżynierskie 1962, 10(1), 193-207.
• [12] Zahorski S., A form of elastic potential for rubber-like materials, Arch. of Mechanics 1959, 5, 613-617.
• [13] Major I., Major M., Comparative analysis of the distribution of effective stress in Mooney and Zahorski materials using ADINA software, Advanced Material Research 2014, 1020, 165-170
• [14] Major M., Kuliński K., Major I., Dynamic analysis of an impact load applied to the composite wall structure, MATEC Web Conf. 2017, 107, 6.
• [15] Melcer J., Dynamic load on pavement - numerical analysis, Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej, seria Budownictwo 2017, 173(23), 205-2018.
• [16] Selvadurai A.P.S., Deflections of a rubber membrane, Journal of the Mechanics and Physics of Solids 2006, 54, 1093-1119.
• [17] Major M., Major I., Comparative analysis of stress in hyperelastic Mooney-Rivlin and Zahorski materials using ADINA software, Transactions of the VŠB - Technical University of Ostrava, Civil Engineering Series 2015, 15, 2.
• [18] Major M., Kuliński K., Major I., Thermal and dynamic numerical analysis of a prefabricated wall construction composite element made of concrete-polyurethane, Procedia Engineering, 2017, 190, 231-236.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).