Numerical analysis of deflections of multi-layered beams

• Autorzy: Biliński T. , Socha T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ceer-2014-0033

Warianty tytułu

PL

Numeryczna analiza ugięć belek warstwowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper concerns the rheological bending problem of wooden beams reinforced with embedded composite bars. A theoretical model of the behaviour of a multi-layered beam is presented. The component materials of this beam are described with equations for the linear viscoelastic five-parameter rheological model. Two numerical analysis methods for the long-term response of wood structures are presented. The first method has been developed with SCILAB software. The second one has been developed with the finite element calculation software ABAQUS and user subroutine UMAT. Laboratory investigations were conducted on sample beams of natural dimensions in order to validate the proposed theoretical model and verify numerical simulations. Good agreement between experimental measurements and numerical results is observed.

PL

W artykule przedstawiono problemy związane z reologicznymi przyrostami ugięć drewnianych belek z wklejonym wzmocnieniem kompozytowym. Zaprezentowano teoretyczny model pracy takiej belki jako układu warstwowego. Przyjęto hipotezę płaskich przekrojów i brak poślizgów między warstwami. Zachowania reologiczne materiałów składowych: drewna, kleju na bazie żywic epoksydowych i prętów z kompozytu poliestrowo-szklanego, opisano równaniami modelu pięcioparametrowego. Przygotowano dwa modele numeryczne. Do budowy modelu numerycznego nr 1wykorzystano wariacyjne ujęcie mechaniki prętowych układów warstwowych i metodę elementów skończonych. Otrzymane wyniki były zgodne z modelem analitycznym i danymi doświadczalnymi. Niestety zaproponowana metoda jest czasochłonna oraz wymaga dużej pamięci operacyjnej komputera. Model numeryczny nr 2 przygotowano w oparciu o system MES ABAQUS oraz samodzielnie napisaną w języku FORTRAN procedurę UMAT (User-defined MATerial) zawierającą zależności między naprężeniami a odkształceniami dla pięcioparametrowego modelu reologicznego. Uzyskano bardzo dużą zgodność z danymi doświadczalnymi i modelem analitycznym.

Słowa kluczowe

EN

ABAQUS; wood; composites; composite construction; MES; creep; rheology; strengthening

PL

Abaqus; drewno; kompozyty; konstrukcje warstwowe; MES; pełzanie; reologia; wzmacnianie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2014
• Tom: No. 15
• Strony: 33--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Biliński T.

• University of Zielona Gora, Institute of Building Engineering, Poland

autor

Socha T.

• University of Zielona Gora, Institute of Building Engineering, Poland

Bibliografia

• 1. Kubik J.: Mechanika konstrukcji warstwowych, Opole, TiT 1993.
• 2. Mirianon F., Fortino S., Toratti T.: A method to model wood by using ABAQUS finite element software, VTT Publications 687, VTT Technical Research Centre of Finland, 2008.
• 3. Socha T.: Ocena wpływu obciążeń długotrwałych na naprężenia i odkształcenia w drewnianych belkach z wklejonym zbrojeniem kompozytowym, Maszynopis rozprawy doktorskiej, Uniwersytet Zielonogórski 2005.