Comparative study of bending stiffness of sandwich plates with cellular cores

• Autorzy: Janus-Michalska M. , Jasińska D.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2017.17

Warianty tytułu

PL

Studium porównawcze sztywności giętnej płyty sandwichowej z wypełnieniem materiałem komórkowym o strukturze honeycomb oraz z wypełnieniem auksetycznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents numerical simulation of a sandwich plate bending. Two types of plates are considered: with a cellular honeycomb core and with the cellular auxetic core. Finite element method (FEM) calculations are performed by means of ABAQUS system for determination of plates bending stiffness. Three methods are presented. The first one, numerically expensive, is based on detailed modelling of cellular core structure, the second applies laminated plate theory with an equivalent core stiffness, the third applies theory of composite beams. The results show limitations of applicability of abovementioned models to stiffness modelling. The influence of core lattice geometry parameters on plate stiffness is studied.

PL

W artykule przedstawiono numeryczne symulacje testów zginania płyt sandwichowych wypełnionych materiałami komórkowymi o strukturze plastra miodu oraz strukturze auksetycznej. Celem wyznaczenia sztywności giętnej płyt wykonano obliczenia numeryczne w systemie ABAQUS metodą elementów skończonych. Prezentowane są dwie metody. Pierwsza kosztowna numerycznie polega na szczegółowym modelowaniu struktury komórkowej, druga stosuje teorię laminatów, trzecia teorię belek zespolonych. Wyniki wskazują na możliwość modelowania sztywności giętnej płyty. Przeanalizowano wpływ parametrów geometrycznych, a w szczególności auksetyczności struktury.

Słowa kluczowe

EN

sandwich plates; auxetic cellular material; cellular core

PL

płyty sandwichowe; materiały komórkowe; materiały auksetyczne; wypełnienie komórkowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 89 [295], nr 2
• Strony: 63--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Janus-Michalska M.

• Politechnika Krakowska, Warszawska 24

autor

Jasińska D.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Alderson A., Alderson K.L.: Auxetic materials, Proc.Institution of Mechanical Engineers, Part G, J. Aerospace Eng., Special Issue Paper 2007, pp. 565-575.
• [2] Burton W.S., Noor A.K.: Assesment of continuum models for sandwich panel honeycomb cores, Comput. Methods Appl. Mech. Eng., 145 (1999) 341-360.
• [3] Greaves G.N., Greer A.L., Lakes R.S., Rouxel T.: Poisson’s ratio and modern materials, Modern Materials, 24 October 2011, DOI: 10.1038 NMAT 3134.
• [4] Hohe J., Becker W.: A mechanical model for two-dimensional cellular sandwich cores with general geometry in sandwich construction, Comput. Materials Sci., 19 (2000) 108-115.
• [5] Hohe J., Becker W.: A refined analysis of the effective elasticity tensor for general cellular sandwich cores, Int. J. Solids Structure, 38 (2001) 3689-3717.
• [6] Hohe J., Becker W.: An energetic homogenization procedure for the elastic properties of general cellular sandwich cores, Composites Part B, 32 (2001) 299-312.
• [7] Hohe J.: A direct homogenization approach for determination of the stiffness matrix for microheterogeneous plates with application to sandwich panels. Composites Part B, 34 (2003) 615-626.
• [8] Janus-Michalska M.: Micromechanical model of auxetic cellular materials, J. Theor. Applied Mech., 47 (2009) 5-22.
• [9] Kollar L.P., Springer G.S.: Mechanics of Composite Structures, Cambridge University Press, 2003.
• [10] Lebee A., Sab K.: Transverse shear stiffness of a chevron folded core used in sandwich construction, Int. J. Solids Structures, 47 (2010) 2620-2629.
• [11] Lebee A., Sab K.: Homogenization of thick plates: Application of the bending gradient plate theory to a folded core sandwich panel, Int. J. Solids Structures, 49 (2012) 2778-2792.
• [12] Meraghni F., Desrumaux F., Benzeggagh M.L., Mechanical behaviour of cellular core for structural sandwich panels, Composites: Part A, 30 (1999) 767-779.
• [13] Shi G., Pin T., T., Equivalent Transverse Shear Stiffness of Honeycomb Cores, Int. J. Solids Structures, 32 (1995) 1383-1392.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).