Stress state in the tapered beam bending : analytical and numerical FEM studies

• Autorzy: Magnucki Krzysztof , Lewiński Jerzy , Stawecka Hanna

Warianty tytułu

PL

POJAZDY SZYNOWE / RAIL VEHICLES NR 2/2019Stan naprężenia w zginanej belce o zmiennej wysokości : badania analityczne i numeryczne MES

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper is devoted to comparative analysis of the stress state in bending of a tapered cantilever beam, calculated analytically and numerically (FEM). The analytical model is described based on bibliography, moreover, the numerical FEM model is developed with the use of the SolidWorks software. The results i.e. the stresses obtained by analytical and numerical calculation are compared and specified in Tables and Figures.

PL

Praca przestawia analizę porównawczą stanu naprężenia w zginanej belce wspornikowej o zmiennej wysokości. Przeprowadzono obliczenia analityczne i numeryczne metodąelementów skończonych. Model analityczny został opisany na podstawie literatury, na-tomiast model do obliczeń metodą elementów skończonych opracowano z zastosowaniem systemu SolidWorks. Wyniki, tzn. naprężenia wyznaczone analitycznie i numerycznie zostały porównane i zamieszczone w tablicach oraz zilustrowane na rysunkach.

Słowa kluczowe

EN

stress state; beam; bending; variable height; analytical research; numerical tests; FEM

PL

stan naprężenia; belka; zginanie; zmienna wysokość; badania analityczne; badania numeryczne; metoda elementów skończonych; MES

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Pojazdy Szynowe
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 2
• Strony: 1--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Magnucki Krzysztof

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Pojazdów Szynowych „TABOR”

autor

Lewiński Jerzy

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Pojazdów Szynowych „TABOR”

autor

Stawecka Hanna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Pojazdów Szynowych „TABOR”

Bibliografia

• [1] Alexandrov A.V., Potapov V.D., Derzhavin B.P., Strength of materials, Moscow, Izd. ”Vyshaya Shkola” 2003. (in Russian).
• [2] Attarnejad R., Semnani S.J., Shahba A., Analysis of non-prismatic Timoshenko beams using basic displacement functions, Advances in Structural Engineering, 14(2): 319-332, 2011.
• [3] Auciello N.M., Ercolano A., A general solution for dynamic response of axially loaded non-uniform Timoshenko beams, International Journal of Solids and Structures, 41(18-19): 4861-4874, 2004.
• [4] Auricchio F., Balduzzi G., Lovadina C., The dimensional reduction approach for 2D nonprismatic beam modelling: A solution based on Hellinger–Reissner principle, International Journal of Solids and Structures, 63: 264-276, 2015.
• [5] Balduzzi G., Aminbaghai M., Sacco E., Füssl J., Eberhardsteiner J., Auricchio F., Non-prismatic beams: A simple and effective Timoshenko-like model, International Journal of Solids and Structures, 90: 236-250, 2016.
• [6] Dado M., Al-Sadder S., A new technique for large deflection analysis of non-prismatic cantilever beams, Mechanics Research Communications, 32(6): 692-703, 2005.
• [7] Gere J.M., Timoshenko S.P., Mechanics of Materials, (Second Edition) Boston, PWS-KENT Pub. Comp. 1984.
• [8] Maalek S., Shear deflections of tapered Timoshenko beams, International Journal of Mechanical Sciences, 46(5): 783-805, 2004.
• [9] Magnucki K., Lewinski J., Analytical modeling of Ibeam as a sandwich structures, Engineering Transactions, 66(4): 357-373, 2018.
• [10] Rajasekaran S., Buckling of fully and partially embedded non-prismatic columns using differentia quadrature and differential transformation methods, Structural Engineering and Mechanics, 28(2): 221-238, 2008.
• [11] Rajasekaran S., Free vibration of centrifugally stiffened axially functionally graded tapered Timoshenko beams using differential transformation and quadrature methods, Applied Mathematical Modelling, 37(6): 4440-4463, 2013.
• [12] Shahba A., Attarnejad R., Marvi M.T., Hajilar S., Free vibration and stability analysis of axially functionally graded tapered Timoshenko beams with classical and non-classical boundary conditions, Composites Part B: Engineering, 42(4): 801-808, 2011.
• [13] Slivker V.I., Structural mechanics, Moscow, Pub. Assoc. Structural 2005. (in Russian).
• [14] Zhou D., Cheung K., Vibrations of Tapered Timoshenko Beams in Terms of Static Timoshenko Beam Functions, Journal of Applied Mechanics, 68(4): 596-602, 2001.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).