Elastic buckling of a porous beam

• Autorzy: Magnucki K. , Stasiewicz P.

Warianty tytułu

PL

Wyboczenie sprężyste belki porowatej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work deals with the problem a straight beam of a rectangular cross-section pivoted at both ends and loaded with a lengthwise compressive force. The beam is made of an isotropic porous material. Its properties vary through thickness of the beam. The modulus of elesticity is minimal on the beam axis and assumes maximum values at its top and bottom surfaces. The principle of stationarity of the total potential energy enables one to define a system of differential equations that govern the beam stability. The system is analytically solved, which leads to an explicit expression for the critical load of the compressed beam. Results of the solution are verified on an example beam by means of the Finite Element Method (COSMOS).

PL

Przedmiotem pracy jest prosta belka o przekroju prostokątnym, podparta przegubowo na obu końcach, obciążona wzdłużną siłą ściskającą. Belka wykonana jest z materiału izotropowego porowatego. Właściwości tego materiału są zmienne na wysokości belki. Na osi belki moduł sprężystości jest najmniejszy, natomiast na powierzchniach górnej i dolnej największy. Z zasady stacjonarności całkowitej energii potencjalnej wyznaczono układ równań różniczkowych stateczności belki. Uklad ten rozwiązano analitycznie i zapisano w postaci zamkniętej wyrażenie na obciążenie krytyczne ściskanej belki. Wyniki tego rozwiązania zweryfikowano dla przykładowej belki za pomocą metody elementów skończonych (System COSMOS).

Słowa kluczowe

EN

buckling; porous beam; shear deformable beam

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 42 nr 4
• Strony: 859--868
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Magnucki K.

• Institute of Applied Mechanics, Poznań University of Technology

autor

Stasiewicz P.

• Institute of Applied Mechanics, Poznań University of Technology

Bibliografia

• 1. Bart-Smith H., Hutchinson J.W., Evans A.G., 2001, Measurement and analysis of the structural performance of cellular metal sandwich construction, International Journal of Mechanical Sciences, 43, 1945-1963
• 2. Hutchinson J.R., 2001, Shear coefficients for Timoshenko beam theory, Journal of Applied Mechanics, 68, 87-92
• 3. Kołakowski Z., Kowal-Michalska K. (edit.), 1999, Selected Problems of Instabilities in Composite Structures, Publishers of Technical University of Lodz, Łódź
• 4. Librescu L., Hause T., 2000, Recent developments in the modeling and behavior of advanced sandwich constructions: a survey, Composites Structure, 1-17
• 5. Lok T.-S., Cheng Q.-H., 2000, Elastic stiffness properties and behavior of truss-core sandwich panel, Journal of Structural Engineering, 5, 552-559
• 6. Magnucki K., Ostwald M. (edit.), 2001, Stateczność i optymalizacja konstrukcji trójwarstwowych, Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji w Radomiu, Poznań-Zielona Góra
• 7. Romanów F., 1995, Wytrzymałość konstrukcji warstwowych, Wyd. Wyższej Szkoły Inżynierskiej, Zielona Góra
• 8. Vinson J.R., 1999, The Behavior of Sandwich Structures of Isotropic and Composite Materials, Technomic Publishing Company, Inc. Lancaster, Basel
• 9. Wang C.M., Reddy J.N., Lee K.H., 2000, Shear Deformable Beams and Plates, Elsevier Science, Amsterdam-Lausanne-New York-Oxford-Singapore-Tokyo
• 10. Wielgosz C., Thomas J.-C., 2002, Deflections of inflatable fabric panels at high pressure, Thin-Walled Structures, 40, 523-536