Influence of Fibre Arrangement on the Buckling Load of Composite Plates - Analytical Solution

• Autorzy: Czapski P. , Kubiak T.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12303666.1161764

Warianty tytułu

PL

Wpływ ułożenia kątowego warstw laminatu na jego siłę krytyczną - rozwiązanie analityczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper deals with the problem of the influence of the angular arrangement of laminas on the buckling force of rectangular composite plates. The article presents a general, simple analytical method of buckling load determination and finding the best arrangement in terms of the highest stiffness in the prebuckling state. Some special characteristic cases of arrangements in an eight layered GFRP laminate are assumed, and buckling force as a function of the arrangement is investigated by finding proper maxima. Results for some characteristic lay-ups are compared with FEM and results found in literature.

PL

Prezentowany artykuł porusza zagadnienie wpływu ułożenia kątowego warstw w kompozytach włóknistych na siły krytyczne prostokątnych płyt kompozytowych. Zaprezentowana jest ogólna i prosta metoda określania sił krytycznych. Rozpatrzono kilka charakterystycznych ułożeń kątowych, traktując kąt jako wielkość zmienną. Obliczenia numeryczne zostały przeprowadzone dla ośmiowarstwowych laminatów symetrycznych wykonanych z włókna szklanego w osnowie z żywicy epoksydowej. Wyniki uzyskane metodami analitycznymi zostały porównane z wynikami otrzymanymi przy pomocy Metody Elementów Skończonych lub zaprezentowanymi w literaturze.

Słowa kluczowe

EN

laminate; fibred composites; analytical methods; plate theory; FEM analysis

PL

laminat; kompozyty włókniste; metody analityczne; teoria ułożenia kątowego warstw; analiza MES; siły krytyczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 23, no. 5 (113)
• Strony: 92--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czapski P.

• Department of Strength of Material, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

autor

Kubiak T.

• Department of Strength of Material, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Bisagni Ch, Di Pietro G, Fraschini L, Terletti D. Progressive Crushing of FiberReinforced Composite Structural Components of a Formula one Racing Car. Composite Structures 2005; 68: 491–503.
• 2. Abid A. Shah, Ribakov Y. Recent trends in steel fibered high-strength concrete. Materials and Design 2011; 32: 4122–4151.
• 3. Dębski H. Experimental investigation of post-buckling behavior of composite column with top-hat cross-section. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 2013; 15(2): 106–110.
• 4. Dębski H, Kubiak T, Teter A. Experimental investigation of channel-section composite profiles behavior with various sequences of plies subjected to static compression. Thin-Walled Structures 2013; 71: 147-154.
• 5. Dębski H, Teter A, Kubiak T. Numerical and experimental studies of compressed composite columns with complex open cross-sections. Composite Structures 2014; 118: 28–36.
• 6. Barbero EJ, Madeo A, Zagari G, Zinno R, Zucco G. A mixed isostatic 24 dof element for static and buckling analysis of laminated folded plates. Composite Structures 2014; 116: 223–234.
• 7. Hassan Mehboob, Seung-Hwan Chang. Application of composites to orthopedic prostheses for effective bone healing: A review. Composite Structures 2014; 118: 328–341. doi:10.1016/j.compstruct.2014.07.052.
• 8. Bienias J, Gliszczynski A, Jakubczak P, Kubiak T, Majerski K. Influence of autoclaving process parameters on the buckling and postbuckling behaviour of thinwalled channel section beams. Thin-Walled Structures 2014; 85: 262–270.
• 9. Zangenberg J, Brøndsted P, Koefoed M. Design of a fibrous composite preform for wind turbine rotor blades. Materials and Design 2014; 56: 635–641.
• 10. Fujihara K, Teo K, Gopal R, Loh PL, Ganesh VK, Ramakrishna S, Foong KWC, Chew CL. Fibrous composite materials in dentistry and orthopaedics: review and applications. Composites Science and Technology 2004; 64: 775–788.
• 11. Kumar D, Singh SB. Effects of flexural boundary conditions on failure and stability of composite laminate with cutouts under combined in-plane loads. Composites: Part B 2013; 45: 657–665.
• 12. Avalle M, Belingardi G. A theoretical Approach to the optimization of flexural stiffness of symmetric laminates. Composite structures 1995; 31(1): 75-86.
• 13. Mangalgiri PD. Composite materials for aerospace applications. BullMaterSci 1999; 22(3): 657–64.
• 14. Heidari-Rarani M, Khalkhali-Sharifi SS, Shokrieh MM. Effect of ply stacking sequence on buckling behavior of E-glass/epoxy laminated composites. Computational Materials Science 2014; 89: 89–96.
• 15. Nam-Il Kim 1, Dong-Ho Choi. Super convergent shear deformable finite elements for stability analysis of composite beams. Composites: Part B 2013; 44: 100–111.
• 16. Jones RM. Mechanics of composite materials. Ed. London: Taylor & Francis, 1999. 17. Rośkowicz M, Smal T. Research on durability of composite materials used in repairing aircraft components. Eksploatacja i Niezawodność. Maintenance and Reliability 2013; 15(4): 349–355.
• 18. Ghannadpour SAM, Ovesy HR, Zia-Dehkordi E. An exact finite strip for the calculation of initial post-buckling stiffness of shear deformable composite laminated plates. Composite Structures 2014; 108: 504–513.
• 19. Wei Wang, Guo S, Nan Chang, Wei Yang. Optimum buckling design of composite stiffened panels using ant colony algorithm. Composite Structures 2010; 92: 712–719.
• 20. Kołakowski Z, Mania RJ. Semi-analytical method versus the FEM for analysis of the local post-buckling of thin-walled composite structures. Composite Structures 2013; 97: 99–106.