Naprężenia styczne w zginanej belce dwuwarstwowej badania analityczne

• Autorzy: Łagoda Karolina

Warianty tytułu

EN

Shear stress in layered elements modeling the distribution while bending

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas zginania materiałów wartości naprężeń stycznych są tak niewielkie, że można je pominąć. Warto jednak zauważyć, że na przykład w przypadku laminatów kompozytowych naprężenia styczne są uwzględniane w znacznie większym stopniu niż w materiałach izotropowych. W związku z powyższym postanowiono lepiej poznać rozkład naprężeń stycznych występujących w materiałach. Z reguły stosuje się wzór Żurawskiego, który odzwierciedla rozkład naprężeń stycznych występujących w materiałach izotropowych. Jednak zastosowanie tego wzoru do materiałów warstwowych daje błędne rezultaty. W związku z tym, korzystając z metody elementów skończonych, postanowiono przeanalizować rozkład naprężeń stycznych w próbkach wykonanych z dwóch warstw z różnych materiałów.

EN

When bending materials, the values of shear stresses are so small that they can be omitted. It is worth noting, however, that for example in the case of composite laminates, shear stresses are taken into account in a much greater extent than in isotropic materials. In connection with the above, it was decided to learn better the distribution of shear stresses occurring in the materials. Usually, the shear stress in beams equation is used, which reflects the distribution of shear stresses occurring in isotropic materials. However, the use of this equation for layered materials gives erroneous results. In connection with the above, using the finite element method, the distribution of shear stresses in specimens made of two layers from different materials was analyzed.

Słowa kluczowe

PL

naprężenia styczne; materiały warstwowe; metoda elementów skończonych

EN

shear stress; layered material; finite element method

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 40, nr 71
• Strony: 56--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Łagoda Karolina

• Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej, Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• 1. Banat D., Mania R.J.: Zastosowanie MES do weryfikacji badań zniszczenia cienkościennych profili z materiału typu FML. „Modelowanie Inżynierskie” 2016, nr 59, s. 12-18.
• 2. Bednarczyk B. A., Aboudi J., Yarrington P. W.: Determination of the shear stress distribution in a laminate from the applied shear resultant - a simplified shear solution. NASA/CR-2007-215022
• 3. Bickford W.B.: A consistent higher order beam theory. “Development in Theoretical and Applied Mechanics” 1982 No. 11, p. 37-150.
• 4. Chandrathilaka E.R.K., Gamage J.C.P.H., Fawzia S.: Numerical modelling of bond shear stress slip behavior of CFRP/steel composites cured and tested at elevated temperature. “Composite Structures” 2019, No. 212, p. 1-10.
• 5. Heyliger P.R. Reddy J.N.: A higher-order beam finite element for bending and vibration problems. “Journal of Sound and Vibration” 1988 No. 126, p. 309-326.
• 6. Kędzia P., Kosma Z.: Bending of composite plate under magnetic field. “Modelowanie Inżynierskie” 2017 nr 65, s. 57-63.
• 7. Królicka A., Trębacki K.: Próby wytrzymałościowe kompozytów polimerowych. „Autobusy” 2017, nr 9, s. 97-100.
• 8. Lantsoght E.O.L., de Boer A., van der Veen C.: Distribution of peak shear stress in finite element models of reinforced concrete slabs. “Engineering Structures” 2017, No. 148, p. 571-583.
• 9. Li X.F., Tang G.J., Shen Z.B., Lee K.Y.: Interface crack embedded in a bi-material plane under shear and compression. “Mechanics of Materials” 2015, No. 85, p. 80-93.
• 10. Lou Y., Whan Yoon J., Huh H., Chao Q., Song J.: Correlation of the maximum shear stress with micromechanisms of ductile fracture for metals with high strength-to-weight ratio. “International Journal of Mechanical Sciences” 2018 No. 146-147, p. 583-601.
• 11. Łagoda K., Kurek A., Łagoda T., Błażejewski W., Osiecki T., Kroll L.: Cracking of thick-walled fiber composites during bending tests. “Theoretical and Applied Fracture Mechanics” 2019 No. 101, p. 46-52.
• 12. Nguyen S., Lee J., Cho M.: Efficient higher-order zig-zag theory for viscoelastic laminated composite plates. ’’International Journal od Solids and Structures” 2015 No. 62, p. 174-185.
• 13. Timoshenko S. P.: On the correction for shear of the differential equation for the transverse vibrations of prismatic bars. “Philosophical Magazine” 1921, 41, p. 744-746.
• 14. Viet N.V., Zaki W., Umer R.: Interlaminar shear stress function for adhesively bonded multi-layer metal laminates. “International Journal of Adhesion and Adhesives” 2018 No. 82, p. 14-20.
• 15. Wang C.M., Reddy J.N., Lee K.H.: Shear deformable beams and plates. Amsterdam, Lausanne: Elsevier, 2000.
• 16. Wang D., Wu M.S.: Generalized shear of a bilayer. “Mechanics of Materials” 2015, No. , p. 122-135.
• 17. Zarei A., Khosravifard A.: A meshfree method for static and buckling analysis of shear deformable composite laminates considering continuity of interlaminar transverse shearing stresses. “Composite Structures” 2019 No. 209, p. 206-218.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).