Analysis of material properties of technical fabric for hanging roofs and pneumatic shells

• Autorzy: Kłosowski P. , Zagubień A.

Warianty tytułu

PL

Analiza właściwości materiałowych tkaniny technicznej stosowanej do konstrukcji przykryć wiszących i powłok pneumatycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the finite element model of the technical fabric is discussed. The special treatment of the finite element in the plane stress state to introduce effects typical for fabrics is proposed. The inelastic especially viscoplastic effects can be taken into account. The experiments leading to identification of material parameters for viscoplastic models of Chaboche and Bodner-Partom are described. For experiments the technical fabric "Panama" manufactured by Settler Company has been used. The basic equations of both constitutive models for the textile fabric are given. The results obtained by the least squares method are presented and the verification method is proposed. Finally, the example of calculations of a hanging roof (hypar type) made from the identified fabric is presented. The pre-tensioning processes for elastic and viscoplastic variants of calculations are compared.

PL

W pracy przedyskutowano zastosowanie w metodzie elementów skończonych specjalnego modelu elementu do analizy tkanin technicznych. Przedstawiono specjalne postępowanie z typowym elementem w płaskim stanie naprężenia, tak aby uwzględnić można było zjawiska charakterystyczne dla tkanin technicznych. Zaproponowany model pozwala na zastosowanie niesprężystych związków konstytutywnych, a w szczególności związków lepkoplastycznych. Opisano doświadczenia przeprowadzone w celu identyfikacji parametrów materiałowych modelu Chabocha i Bodnera-Partoma. Doświadczenia były prowadzone na tkaninie ''Panama" produkowanej przez firmę Setller. Podano najważniejsze równania obu modeli dla tkaniny technicznej. Podano wyniki identyfikacji metodą najmniejszych kwadratów i zaproponowano metodę weryfikacji tych wyników. W końcu przedstawiono przykład obliczeń dachu wiszącego (w kształcie paraboloidy hiperbolicznej). Porównano wyniki obliczeń w przypadku zastosowania związków sprężystych i lekoplastycznych w trakcie modelowania napinania przekrycia.

Słowa kluczowe

PL

właściwości materiałowe; tkanina techniczna; przykrycie wiszące; powłoka pneumatyczna

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 49, nr 3
• Strony: 277--294
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il.

Twórcy

autor

Kłosowski P.

• Faculty of Civil Engineering, Gdańsk University of Technology, Gdańsk

autor

Zagubień A.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Technical University of Koszalin, Koszalin

Bibliografia

• 1. C. BRANICKI, Some static problems of hanging nets [in Polish], PhD Thesis, Gdańsk University of Technology 1969.
• 2. P. KLOSOWSKI, Numerical problems of calculations of hanging roofs, Proc. Int. Conf. on Lightweight Structures in Civil Engineering, Warszawa 25-29 September 1995, 1, 661-669.
• 3. O.C. ZIENKIEWICZ, R. L. TAYLOR, The Finite Element Method, Fourth Edition Vol. 1, 2, McGraw-Hill Book Corp. London 1989, 1991.
• 4. S. R. BODNER, Y. PARTOM, Constitutive equations for elastic-viscoplastic strain-hardening materials, ASME, J. Appl. Mech., 42, 385-389, 1975.
• 5. S. R. BODNER, Review of a unified elastic-viscoplastic theory, [In.] Unified Constitutive Equations for Creep and Plasticity, Ed. K. Miller, Elsevier Appl. Sci., 273-301, 1987.
• 6. P. PERZYNA, The constitutive equations for rate sensitive plastic materials. Quart. Appl. Math. 20, 321-332, 1963.
• 7. J. L. CHABOCHE, Constitutive equations for cyclic plasticity and cyclic viscoplasticity, Int. J. Plasticity., 5, 247-302, 1989.
• 8. J. LEMAITRE, J. L. CHABOCHE, Mechanics of solid materials. Cambridge: Cambridge University Press, 1990.
• 9. Textiles. Engineer Handbook [in Polish], WNT, Warszawa 1978.
• 10. PN-75/C-89058: Fabrics coated with plasticized PCV. Methodology of examination [in Polish].
• 11. PN-93/P-04968: Textile products coated with rubber or plastic. Detennination of rapture force and rapture elongation [in Polish].
• 12. H-W. REINHARDT, Zweiachsige Prüfung und Festigkeit von textilen Baustoffen, Die Bautechnik, 4, 138-141, 1976.
• 13. J. FILIPKOWSKI, J. JACOSZEK, Mechanical properties of coated fabric materials [in Polish], Archives of Civil Engineering, 34, 2, 243-259, 1988.
• 14. P. KŁOSOWSKI, A. ZAGUBIEŃ, viscoplastic properties of coated textile material "Panama" and its usage for hanging roofs, Int. Symposium on Lightweight Structures, Warszawa 24-28 June 2002, 627-634.
• 15. D. W. MARQUARDT, An algorithm for least square estimation of parameters, Indust. Math. 11, 431-441, 1963.