Dynamic response of three-layered, annular plate with thick core

• Autorzy: Pawlus D.

Identyfikatory

DOI

10.1515/meceng-2015-0018

Warianty tytułu

PL

Dynamiczna odpowiedź pierścieniowej płyty trójwarstwowej z rdzeniem grubym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the solutions, calculation results and dynamic observations of three-layers, annular plate with thick core subjected to increasing in time load. The presented solutions use approximate methods: orthogonalization method and finite difference method in analytical and numerical solution of the problem, and finite element method. The observed phenomenon of the reduction of critical load values of the plates, in which the buckling mode is not global and there are different additional deflections of respective plate layers was comprehensively analysed in order to evaluate the critical state and supercritical plate behaviour. The critical deformation could have a form with strong deformation in the region of the loaded plate edge. The observation of the dynamic behaviour of plates, which buckling modes have circumferential waves is an important element of the analysis. Presented in this work the analytical and numerical solution to the problem of dynamic plate deflection was generalized on the case of plates with buckling waves in circumferential direction.

PL

W pracy przedstawiono sposób rozwiązania zagadnienia ugięć dynamicznych trójwarstwowych płyt pierścieniowych oraz liczne wyniki obliczeń numerycznych. Przedmiotem obserwacji są płyty, których rdzeń traktowany jest jako środkowa gruba warstwa. Płyta poddana jest obciążeniom liniowo narastającym w czasie działającym w płaszczyźnie okładzin na brzeg zewnętrzny lub wewnętrzny. Rozwiązanie zagadnienia dynamicznych ugięć płyty wykorzystuje przybliżone metody: ortogonalizacji i różnic skończonych. Problem rozwiązano także wykorzystując metodę elementów skończonych budując modele płyt w programie ABAQUS. Rozwiązanie umożliwia obserwację zarówno osiowosymetrycznych, jak i obwodowo pofalowanych postaci utraty stateczności płyty. Obserwacjom poddano zachowanie płyt w obszarze krytycznym i pokrytycznym. Szczegółowa analiza dotyczy tych przypadków płyt, których utrata stateczności nie ma formy globalnej, a wartość krytycznych obciążeń dynamicznych jest znacznie niższa od wyznaczonej dla globalnej postaci wyboczenia. Liczne obrazy dynamicznych zachowań płyt przedstawione w postaci wykresów warstwicowych oraz wiele sformułowanych uwag i spostrzeżeń mogą mieć istotne znaczenie zarówno poznawcze, jak i praktyczne w dziedzinie dynamiki płyt kompozytowych.

Słowa kluczowe

EN

three-layered plate; thick core; dynamic stability

PL

płyta trójwarstwowa; rdzeń gruby; stabilność dynamiczna

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. LXII, nr 3
• Strony: 315--332
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawlus D.

• Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, University of Bielsko-Biała, Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• [1] Rammerstorfer F. G., Dorninger K., Starlinger A.: Composite and sandwich shells in nonlinear analysis of shells by finite elements (Ed. F.G. Rammerstorfer). Springler-Verlag, Wien, 1992, pp.131-194.
• [2] Romanów F.: Wytrzymałość konstrukcji warstwowych (Strength of sandwich constructions). WSI in Zielona Góra, Poland 1995, (in Polish).
• [3] Leissa A.W.: A review of laminated composite plate buckling. Appl. Mech. Rev., 1987, 40, 5, 575-591.
• [4] Chen YR., Chen, LW.: Axisymmetric parametric resonance of polar orthotropic sandwich annular plates. Composite Structures, 2004, 65, 269-277.
• [5] Chen YR., Chen LW., Wang CC.: Axisymmetric dynamic instability of rotating polar orthotropic sandwich annular plates with a constrained damping layer. Composite Structures, 2006, 73, (2), 290-302.
• [6] Chen YR., Chen LW.: Vibration and stability of rotating polar orthotropic sandwich annular plates with a viscoelastic core layer. Composite Structures, 2007, 78, 45-57.
• [7] Jasion P., Magnucki K.: Modelowanie wyboczenia lokalnego okładziny kołowej płyty sandwiczowej (Modelling of local buckling of the face of the circular sandwich plate). Modelowanie Inżynierskie, 2012, 45, 14, 171-176, (in Polish).
• [8] Pawlus D.: Approach to evaluation of critical static loads of annular three-layered plates with various core thickness. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2008, 46, 1, 85-107.
• [9] Volmir C.: Nonlinear dynamic of plates and shells. Moskwa: Science 1972, (in Russian).
• [10] Pawlus D.: Stateczność dynamiczna trójwarstwowych płyt pierścieniowych z rdzeniem lepkosprężystym (Dynamic stability of three-layered annular plates with viscoelastic core). Politechnika Łódzka, Zeszyty Naukowe, nr 1075, Łódź 2010 (in Polish).
• [11] Pawlus D.: Dynamic stability of three-layered annular plates with wavy forms of buckling. Acta Mechanica, 2011, 216, 123-138.
• [12] Volmir C.: Stability of deformed system. Moskwa: Science 1967, (in Russian).
• [13] Wojciech S.: Numeryczne rozwiązanie zagadnienia stateczności dynamicznej płyt pierścieniowych (Numerical solution of the problem of dynamic stability of annular plates). Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 1979, 17, 2, 247-262, (in Polish).
• [14] Majewski S., Maćkowski R.: Pełzanie spienionych tworzyw sztucznych stosowanych jako rdzeń płyt warstwowych (Creep of foamed plastics used as the core of sandwich plate). Inżynieria i Budownictwo, 1975, 3, pp.127-131, (in Polish).
• [15] Pawlus D.: Critical static loads calculations in finite element method of three-layered annular plates. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2007, VII, 1, 21-33.
• [16] Kühborn A., Schoop H.: A nonlinear theory for sandwich shells including the wrinkling phenomenon. Archive of Applied Mechanics, 1992, 62, 413-427.