Verification of the hemispherical finite element model of elastic space

• Autorzy: Wójcik-Grząba I. , Kwaśniewski L.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.015.005

Warianty tytułu

PL

Weryfikacja modelu skończenie elementowego przestrzeni sprężystej w kształcie półkuli

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono proces weryfikacji skończenie elementowego modelu przestrzeni sprężystej. Rozpatrzono model osiowosymetryczny w kształcie półkuli, zbudowany z jednego rodzaju materiału liniowo-sprężystego, jednorodnego i izotropowego. Do weryfikacji posłużono się rozwiązaniem uogólnionego zadania Boussinesqa. Zaproponowany model pozwala na zmniejszenie liczby elementów skończonych, a w konsekwencji skrócenie czasu obliczeń w porównaniu do tradycyjnie stosowanych kształtów modeli. Na jego podstawie można tworzyć modele o większym stopniu skomplikowania i szczegółowości. Wyniki obliczeń porównano z rezultatami otrzymanymi w przypadku modelu walcowego. Zamieszczono podstawowe informacje na temat zastosowania Metody Elementów Skończonych w zagadnieniach modelowania nawierzchni, a także opisano najczęściej stosowane kształty modeli nawierzchni drogowych.

EN

The present paper outlines the verification process of the finite element model of elastic space. The axially-symmetrical model in the shape of a hemisphere made of linear-elastic material of one sort, i.e. homogeneous and isotropic, was considered. The solution of the generalised Boussinesq problem was used for verification. The suggested model enables the reduction in number of finite elements and consequently shortens calculating times in comparison to universally implemented shapes of models. It forms the basis for more complicated and comprehensive models. Results of calculations were compared with their equivalents related to the cylindrical model. Basic information on the application of the Finite Element Method (FEM) to issues of pavement modelling were featured. Likewise, commonly applied shapes of pavement models were described.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów skończonych; nawierzchnia drogowa; weryfikacja; zadanie Boussinesqa

EN

Boussinesq problem; finite element method; flexible pavement; verification

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 14, no. 1
• Strony: 67--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wójcik-Grząba I.

• Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej

autor

Kwaśniewski L.

• Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Kuo C.M., Chou F.J.: Development of 3-D finite element model for flexible pavements. Journal of the Chinese Institute of Engineers, 27, 5, 2004, 707-717
• [2] Chiroux R.C., Foster Jr. W.A., Johnson C.E., Shoop S.A., Raper R.L.: Three-dimensional finite element analysis of soil interaction with a rigid wheel. Applied mathematics and computation, 162, 2, 2005, 707-722
• [3] Jemioło S., Szwed A.: Zagadnienia statyki sprężystych półprzestrzeni warstwowych. Seria: Monografie Zakładu Wytrzymałości Materiałów, Teorii Sprężystości i Plastyczności, Tom 2, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2013
• [4] Kim M.: Three-dimensional finite element analysis of flexible pavements considering nonlinear pavement foundation behavior. Ph.D Dissertation, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois, 2007
• [5] Schiffman R.L. : General Solution of Stresses and Displacements in Layered Elastic Systems. International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavement, Proceedings, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, 1962
• [6] Huang Y.H.: Pavement Analysis and Design. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1993
• [7] Hopman P.C.: VEROAD User Manual Version 2000, the Netherlands, 2000
• [8] Barker W.R., Gonzales C.R.: Pavement Design by Elastic Layer Theory. In Proceedings of Airfield Pavement Specialty Conference, Kansas City, MO, 1991
• [9] HalląuistJ.O.: LS-DYNAKeywordManual. Livermore: Livermore Software Technology Corporation, 2006
• [10] Kwaśniewski L.: Analiza dynamiczna oddziaływania ruchomego kola na pokrywę studni kablowej. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 9, 1, 2010, 77-98
• [11] Graczyk M.: Nośność konstrukcji nawierzchni wielowarstwowych w krajowych warunkach klimatycznych. Seria: Studia i Materiały, IBDiM, Zeszyt 63, Warszawa, 2010
• [12] Boussinesą J.: Application des potentials a l'etude de l'equilibre et du Mouvement des Solids Elastiques. Gauthier-Villars, Paris, 1885
• [13] Piłat J., RadziszewskiP.: Nawierzchnie asfaltowe. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2010