Analiza dynamiczna oddziaływania ruchomego koła na pokrywę studni kablowej

• Autorzy: Kwaśniewski L.

Warianty tytułu

EN

Dynamic analysis of interaction between wheel and cover of precast concrete manhole

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji komputerowych interakcji pomiędzy przejeżdżającym kotem a betonową pokrywą studni kanalizacji kablowej. Wykorzystując najnowsze możliwości programów numerycznych opartych na Metodzie Elementów Skończonych z jawnym schematem całkowania po czasie, zagadnienie rozwiązano w sposób jak najlepiej oddający jego rzeczywisty charakter. W modelu numerycznym uwzględniono wzajemne oddziaływanie kontaktowe pomiędzy obracającym się, trójwymiarowym, pneumatycznym kołem a złożoną z trzech materiałów; betonu, żeliwa i stali zbrojeniowej, odkształcalną konstrukcją pokrywy. Rozpatrzono jedenaście przypadków, różniących się sposobem i poziomem obciążenia, usytuowaniem pokrywy względem powierzchni najazdu, i typem modelu materiałowego dla części betonowej. Otrzymane wyniki pozwalają na oszacowanie maksymalnych naprężeń i określenie współczynnika dynamicznego obciążenia, wyrażającego względny wzrost wielkości opisujących odpowiedź konstrukcji ze względu na efekty dynamiczne.

EN

The paper presents results of computer simulations for interaction between a rolling wheel and a typical cover of precast concrete manhole used for telecommunication network. Applying the most recent features of computer programs based on the Finite Element Method with the explicit time integration, the work was focused on the realistic representation of the actual problem. In the numerical model the interaction is traced between a rotating, three dimensional, pneumatic wheel and a detailed model of the selected cover with all component materials represented separately. Eleven cases were studied with different types and levels of loading, position of the cover and material representation for concrete. A new sophisticated constitutive model for concrete with a three invariant formulation for the failure surfaces, available in program LS-DYNA, was adopted for some of the calculations. The results allow for estimating maximum stresses and dynamic impact factors featuring dynamic effects of the wheel to cover interaction.

Słowa kluczowe

PL

symulacja komputerowa; metoda elementów skończonych (MES); model numeryczny; obciążenia; naprężenia; pokrywa

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Drogi i Mosty
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 1
• Strony: 77--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Kwaśniewski L.

• Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Czagowiec Z., Glinicki M.A., Kowalski P.: Ocena stanu technicznego betonowych pokryw studni kanalizacji kablowej stosowanych w ciągach drogowych. Drogi i Mosty nr 3/2009
• [2] PN-EN 124:2000 Zwieńczenia wpustów i studzienek kanalizacyjnych do nawierzchni dla ruchu pieszego i kołowego. Zasady konstrukcji, badania typu, znakowanie, kontrola jakości. PKN, Warszawa 2000
• [3] Cat Y., Cao Z., Sun H., Xu C.: Dynamic response of pavements on poroelastic half-space soil medium to a moving traffic load. Computers and Geotechnics, 36, 2009, 52 - 60
• [4] Szczesniak W.: Wybrane zagadnienia z dynamiki ptyt. OW PW, Warszawa 2000
• [5] Sun L.\ Analytical dynamic displacement response of rigid pavements to moving concentrated and line loads. International Journal of Solids and Structures, 43, 2006, 70-83
• [6] Mackerle J.: Finite element and boundary element analysis of bridges, roads and pavements - A bibliography (1994-1997). Finite Elements in Analysis and Design, 29,1998,65-73
• [7] Mulungye R.M., Owende P.M.O., Mellon K.: Finite element modelling of flexible pavements on soft soil subgrades. Materials and Design, 28, 2007, 739 - 756
• [8] Akbulut H., Aslantas K,: Finite element analysis of stress distribution on bituminous pavement and failure mechanism. Materials and Design, 26, 2005, 383-387
• [9] Hadi M., Bodhinayake B. C.: Non-linear finite element analysis of flexible pavements. Advances in Engineering Software, 34, 2003, 657 - 662
• [10] Novak M., Birgisson B,, Roque R.~. Near-surface stress states in flexible pavements using measured radial tire contact stresses and ADINA. Computers and Structures, 81,2003,859-870
• [11] Krarup J.: Measured and Calculated Pavement Response in the Danish Testing Machine. Vehicle-Road Interaction, STP 1225 ASTM, 89, 1994, 1 - 4
• [12] Pottinger M. G.: The three-dimensional contact stress field of solid and pneumatic tires. Tire Science and Technology, 20, 1, 1992, 3-32
• [13] Hallquist J.O.: LS-DYNA Theoretical Manual. Livermore Software Technology Corporation, Livermore, California, 2006
• [14] Hallquist J.O.: LS-DYNA Keyword user's Manual. Livermore Software Technology Corporation, Livermore, California, 2006
• [15] Szczesniak W. i inni: Analiza nosnosci pokryw studni kanalizacji kablowej pod obciazeniem statycznym, Raport wewnejrzny do projektu rozwojowego nr N R04 0007 04 wykonany na zlecenie IBDiM, Warszawa 2009
• [16] Owende P.M. O., et al.: Minimizing distress on flexible pavements using variable tyre pressure. Journal of Transportation Engineering ASCE, 127, 3, 2001, 254 - 62
• [17] FHWA/NHTSA National Crash Analysis Center at George Washington University. Public Finite Element Model Archive, Washington 2009. Available at: http ://www .nc ac. gwu. edu/vml/model s .html
• [18] Schwer I.E., Malvar L.J.: Simplified concrete modeling with *MAT_CONCRET_DA-MAGE_REL3. LS-DYNA Anwenderforum, Bamberg 2005
• [19] Malvar L.J., Simons D.: Concrete Material Modeling In Explicit Computations. Workshop on Recent Advances in Computational Structural Dynamics and High Performance Computing, USAE Waterways Experiment Station, 24-26 April 1996