Analytical description of frc subjected to transient loads

• Autorzy: Weber W. , Zastrau B. W.

Warianty tytułu

PL

Analityczny opis właściwości kompozytów wzmacnianych włóknami poddanych obciążeniom zmiennym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In many real-world applications, such as in civil engineering, non-periodic composite materials are used, whose dynamical behaviour is still not deeply understood, especially concerning its wave scattering properties. In this paper, the scattering of a transient non-plane elastic SH wave by an arbitrary arrangement of identical multi-layered and thus inhomogeneous obstacles is investigated. The obstacles are embedded in a homogeneous, isotropic, and linear elastic matrix of infinite extent. The solution procedure is analytical and will then be evaluated numerically for investigating a small material clipping of a real-world problem.

PL

W rzeczywistych obiektach, np. w inżynierii lądowej, zastosowanie znajdują materiały kompozytowe o strukturze nieperiodycznej. Dynamika takich elementów nadal pozostaje niedostatecznie rozpoznana, zwłaszcza w kontekście właściwości rozpraszania fal. W prezentowanej pracy omówiono problem rozpraszania przejściowych, niepłaskich fal sprężystości spolaryzowanych poziomo (typu SH) w dowolnym układzie identycznych, wielowarstwowych, i przez to niejednorodnych, ekranów tłumiących. Założono, że ekrany te zostały wbudowane w jednorodną, izotropową, liniowo-sprężystą osnowę o nieskończenie wielkich rozmiarach. Zaproponowano analityczne rozwiązanie problemu, które posłuży symulacjom numerycznym efektu słabego obcinania fali w materiale wybranego obiektu rzeczywistego.

Słowa kluczowe

EN

random media; multiple scattering; transient loads

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 51 nr 1
• Strony: 183--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys, tab.

Twórcy

autor

Weber W.

• Technische Universit¨at Dresden, Dresden, Germany

autor

Zastrau B. W.

• Technische Universit¨at Dresden, Dresden, Germany

Bibliografia

• 1. Achenbach J.D., 1973, A Theory of Elasticity with Microstructure for Directionally Reinforced Composites, Springer Verlag, Wien, New York
• 2. Boström A., Johansson M., Svedberg T., 1994, Elastic wave propagation in a radially anisotropic medium, Geophysical Journal International, 118, 2, 401-410
• 3. Bronstein I.N., Semendjajew K.A., Musiol G., M¨uhlig H., 2008, Taschenbuch der mathematik, Harri Deutsch Verlag, Frankfurt am Main
• 4. Cai L.W., 2004, Multiple scattering in single scatterers, Journal of the Acoustical Society of America, 115, 3, 986-995
• 5. Clough R.W., Penzien J., 1995, Dynamics of Structures, Computers & Structures Inc., Berkeley
• 6. Datta S.K., Shah A.H., 2008, Elastic Waves in Composite Media and Structures – with Applications to Ultrasonic Nondestructive Evaluation, CRC Press, Inc., Boca Raton.
• 7. de Andrade Silva F., Butler M., Mechtcherine V., Zhu D., 2011, Strain rate effect on the tensile behaviour of textile-reinforced concrete under static and dynamic loading, Materials Science and Engineering: A, 528, 3, 1727–1734
• 8. Deng Q.T., Yang Z.C., 2011, Scattering of s0 lamb mode in plate with multiple damage, Applied Mathematical Modelling, 35, 1, 550-562
• 9. Foldy L.L., 1945, The multiple scattering of waves. I. General theory of isotropic scattering by randomly distributed scatterers, Physical Review, 67, 3/4, 107-119
• 10. Graff K.F., 1991, Wave Motion in Elastic Solids, Oxford University Press, Oxford
• 11. Harrington R.F., 2001, Time-Harmonic Electromagnetic Fields, Wiley & Sons, New York
• 12. Hennings B., Lammering R., 2010,Modelling of wave propagation using spectral finite elements, PAMM, 10, 1, 7-10
• 13. Hummeltenberg A., Beckmann B.,Weber T., Curbach M., 2011, Betonplatten unter stosbelastung – fallturmversuche, Beton-und Stahlbetonbau, 106, 3, 160-168
• 14. Lepenies I., 2007, Zur hierarchischen und simultanen multi-skalen-analyse von textilbeton, Institut für Mechanik und Flächentragwerke, Technische Universität Dresden, Dresden
• 15. Liu W., Su X., 2010, Collimation and enhancemant of elastic transverse waves in two-dimensional solid phononic crystals, Physics Letters A, 374, 29, 2968-2971
• 16. Maurel A., Pagneux V., 2008, Effective propagation in a perturbed periodic structure, Physical Review B, 78, 5, 052301
• 17. Meixner J., Schaefke F.W., 1954, Mathieusche funktionen und sphäroidfunktionen, Springer Verlag, Heidelberg
• 18. Morse P.M., Feshbach H., 1953, Methods of Theoretical Physics, McGraw-Hill, New York
• 19. Ortlepp R., Schladitz F., Curbach M., 2011, Textilbetonverstärkte stahlbetonstützen, Betonund Stahlbetonbau, 106, 9, 640-648
• 20. Parnell W., Abrahams I.D., 2006, Multiple scattering in periodic and random media: An overview, Proceedings of the GDR 2051 Conference, 92-99
• 21. ParnellW.,Weber W., 2010, Symposium on wave scattering with applications, AIP Conference Proceedings, 1281, 1, 1740-1740
• 22. Reuß A., 1929, Berechnung der fliesgrenze von mischkristallen aufgrund der plastizitätsbedingung für einkristalle, ZAMM, 9, 1, 49-58
• 23. Scheffler C., Gao S., Plonka R., M¨ader E., Hempel S., Butler M., Mechtcherine V., 2009, Interphase modification of alkali-resistant glass fibres and carbon fibres for textile reinforced concrete. II Water adsorption and composite interphases, Composites Science and Technology, 69, 7/8, 905-912
• 24. Schladitz F., Lorenz E., Curbach M., 2011, Biegetragfähigkeit von textilbetonverstärkten stahlbetonplatten, Beton- und Stahlbetonbau, 106, 6, 377-384
• 25. Schulte R.T., 2011, Modellierung und simulation von wellenbasierten structural-healthmonitoring-systemen mit der spektral-elemente-methode, Institut für Mechanik und Regelungstechnik – Mechatronik, Universität Siegen, Siegen 194
• 26. Twersky V., 1962, On scattering of waves by the infinite grating of circular cylinders, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 10, 6, 737-765
• 27. Voigt W., 1910, Lehrbuch der kristallphysik, Teubner, Leipzig
• 28. von Ignatowsky W.S., 1914, Zur theorie der gitter, Annalen der Physik, 349, 11, 369-436
• 29. Waterman P.C., 1976, Matrix theory of elastic wave scattering, Journal of the Acoustical Society of America, 60, 3, 567-580
• 30. Wächter C., Michaelis D., 2010, Simulation of metallic nanoparticles in layered structures, AIP Conference Proceedings, 1281, 1, 1626-1629
• 31. Weber W., Reuter U., Zastrau B.W., 2013, An approach for exploring the dynamical behaviour of inhomogeneous structural inclusions under consideration of epistemic uncertainty, Multidiscipline Modeling in Materials and Structures, 9
• 32. Weber W., Zastrau B.W., 2009, On sh wave scattering in trc – part I: Concentric elliptical inclusion, Machine Dynamics Problems, 33, 2, 105-118
• 33. Weber W., Zastrau B.W., 2011, Non-plane wave scattering from a single eccentric circular inclusion – part I: Sh waves, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 49, 4, 1183-1201
• 34. Weyrich R., 1937, Die zylinderfunktionen und ihre anwendungen, Teubner, Leipzig