Modelling of Textile Composite Adapted for Roof Structure

• Autorzy: Radaszewska E. , Benda A. , Korycki R.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.2539

Warianty tytułu

PL

Modelowanie kompozytu włókienniczego przystosowanego do konstrukcji dachowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

3D structural components made of fibrous composite materials subjected to service loading are analysed. The laminate consists of a matrix reinforced with a ply of long and unidirectional fibres. Participation of the fibres and matrix can vary in each layer. The main goal is to create a composite roof plate transferring variable loads of wet snow or fir and to investigate its strength properties in respect of (i) the type of fibres and matrix, and (ii) the volume fraction of the matrix and fibres within each layer. Modelling of shape and mechanical properties is reduced to the final phase of structural design, omitting time-consuming, expensive experimental tests. The numerical procedure is solved using the ADINA environment and finite element method code.

PL

Analizie poddano trójwymiarowe składniki konstrukcji wykonane z włóknistych materiałów kompozytowych, poddane obciążeniu eksploatacyjnemu. Laminat składał się z wypełnienia wzmocnionego przez warstwę długich włókien jednokierunkowych. Udział włókien i wypełnienia może być zmienny w każdej z warstw. Głównym celem było utworzenie kompozytowej płyty dachowej, która przenosi zmienne obciążenie mokrego śniegiem lub firnu i zbadanie jej własności wytrzymałościowych z uwagi na (i) typ włókien i wypełnienia, (ii) procentowy udział wypełnienia i włókien w każdej warstwie. Modelowanie kształtu i własności mechanicznych jest zredukowane do końcowej fazy projektowania konstrukcji i pomija czasochłonne, kosztowne badania eksperymentalne. Przykłady numeryczne zostały rozwiązane z wykorzystaniem środowiska ADINA i kodu metody elementów skończonych.

Słowa kluczowe

EN

fibre reinforced composite; textile building materials; modelling; finite element method

PL

kompozyty wzmocnione włóknami; tekstylne materiały budowlane; modelowanie; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 26, no. 5 (131)
• Strony: 99--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Radaszewska E.

• Department of Technical Mechanics and Informatics, Lodz University of Technology Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland

autor

Benda A.

• Department of Technical Mechanics and Informatics, Lodz University of Technology Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland

autor

Korycki R.

• Department of Technical Mechanics and Informatics, Lodz University of Technology Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Biegus A. Podstawy proektowania i oddziaływania na konstrukce budowlane. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2014.
• 2. Motavalli M, Czaderski C, Schumacher A, Gsell D, Empa: Fibre reinforced polymer composite materials for building and construction. Switzerland. Woodhead Publishing Limited, 2010.
• 3. Pohl J, Pohl G. The role, properties and applications of textile materials in sustainable buildings. Woodhead Publishing Limited, 2010.
• 4. Neufert E. Podrcznik proektowania architektoniczno-budowlanego. Arkady, 2011.
• 5. Schabowicz K, Gorzelańczyk T. Budownictwo ogólne. Podstawy projektowania i obliczania konstrukcji budynków. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, 2017.
• 6. Mallick PK. Fiber-reinforced composites. CRC Press Taylor & Francis Group, London, 2007.
• 7. Korycki R, Szafrańska H. Modelling of temperature field within textile in layers of clothing laminates. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2013; 21, 4(100): 118-122.
• 8. Korycki R, Szafrańska H. Thickness optimisation of textiles subjected to heat and mass transport during ironing. Autex Research Journal 2016; 16(3): 165-174.
• 9. Korycki R, Więzowska A. Modelling of the temperature field within knitted fur fabrics. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2011, 19, 1(84): 55–59.
• 10. Long AC. Design and manufacture of textile composites. Woodhead Publishing Limited, Cambridge England, 2005.
• 11. Dems K, Turant J. Two approaches to the optimal design of composite flywheels. Engineering optimization 2009; 41, 4: 351-363, Article Nr PII 907788606.
• 12. Turant J. Modeling and numerical evaluation of effective thermal conductivities of fibre functionally graded materials. Composite structures 2017; 159: 240-245.
• 13. Dems K, Turant J, Radaszewska E. Optimal design of thermal loaded composites filled with curvilinear fibers. Structural Multidisciplinary Optimization 2017; 55, 4: 1179-1194.
• 14. Brighenti R. Fiber distribution optimization in fiber-reinforced composites by a genetic algorithm. Composite Structures 2005; 71: 1-15.
• 15. Gantownik VB, Gurdal Z, Watson LT. A genetic algorithm with memory for optimal design of laminated sandwich composite panels. Composite Structures 2002; 53: 513–520.
• 16. Turant J, Radaszewska E. Thermal Properties of Functionally Graded Fibre Material. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2016; 24, 4(118): 68-73. DOI: 10.5604/12303666.1201133
• 17. Korycki R. Shape optimization and shape identification for transient diffusion problems in textile structures. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2007; 15, 1(60): 43-49.
• 18. Halpin JC, Tsai SW. Effect of Environmental Factors on Composite Materials. AFML-TR1969: 67-423.
• 19. Adams DF, Doner DR. Longitudinal Shear Loading of a Unidirectional Composite. Journal Composite Materials, 1967.
• 20. Adams DF, Doner DR. Transverse Normal Loading of a Unidirectional Composite. Journal Composite Materials, 1967.
• 21. German J. Podstawy mechaniki kompozytw włknistych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2001
• 22. PN-80/B-02010. Obciążenia w obliczeniach statycznych – Obciążenie śniegiem.
• 23. Bednarski Ł, Sieńko R. Obciążenie śniegiem obiektów budowlanych. Inżynier budownictwa 2011, 90.
• 24. Snow Load Safety Guide, FEMA P-95. Risk Management Series, 2013.
• 25. EN 1991 – Eurocode 1: Actions on structures Part 1-3 General actions – Snow Loads.
• 26. Szafrańska H, Pawłowa M. Aesthetic Aspects of Clothing Products in the Context of Maintenance Procedures. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2007; 15, 5-6 (64-65): 109-112.