Approach to evaluation of critical static loads of annular three-layered plates with various core thickness

• Autorzy: Pawlus D.

Warianty tytułu

PL

Ocena krytycznych obciążeń statycznych pierścieniowych płyt trójwarstwowych o różnych grubościach rdzenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The evaluation of computational results of annular, three-layered plates with a soft foam core of different thickness under lateral compressive loads acting in facings planes has been conducted in this work. The values of critical static loads of plates and the forms of critical buckling corresponding with them have been the examined results of calculations. The calculations have been carried out using two approximation methods: finite difference method and finite element method. The solution to the problem of static stability of plates presented in both methods concerns the general problem of the loss of plate stability corresponding to possible circumferential wave forms of plate critical deformations. The plates with a thick core have been analysed in detail. Evaluating the results, it has been noted that the observed significant decrease in the critical static loads of plates with thick cores. This observation has been made by carrying out calculations with the help of the finite element method for plate models differing in the condition of the plate layers connection. The observed regions of good consistency and of essential differences of the results obtained using the assumed numerical methods for plates with middle and thick cores have been the main effect of the examinations. They seem to be practical importance in the modelling of plate structures.

PL

W pracy poddano ocenie wyniki obliczeń pierścieniowych płyt trójwarstwowych z miękkim, piankowym rdzeniem o różnej grubości. Płyty obciążano równomiernie rozłożonym ciśnieniem ściskającym wewnętrzny lub zewnętrzny obwód okładzin płyty. Badanymi wynikami obliczeń są wartości krytycznych obciążeń statycznych płyt i odpowiadające im postaci deformacji krytycznych. Analizie poddano płyty o symetrycznej strukturze poprzecznej i utwierdzonych przesuwnie krawędziach. Obliczenia prowadzono dwoma metodami przybliżonymi: metodą różnic skończonych i metodą elementów skończonych. Przedstawione w obu metodach rozwiązanie zagadnienia stateczności statycznej dotyczy ogólnego problemu utraty stateczności płyty, w którym możliwe formy krytycznej deformacji określa liczba m-fal poprzecznych na jej obwodzie. Szczegółowej analizie poddano płyty z rdzeniem traktowanym jako gruby. Oceniając wyniki, zwrócono uwagę na obserwowany znaczący spadek wartości obciążeń krytycznych płyt właśnie z rdzeniem grubym. Spostrzeżenia te ujawniły wyniki obliczeń prowadzone metodą elementów skończonych modeli płyt różniących się wprowadzeniem dodatkowego, upraszczającego warunku wiążącego warstwy płyty założeniem ich jednakowych ugięć. Założenie to należy do formuł opisujących globalny stanu przemieszczeń płyty, której deformacja krytyczna ma postać globalną. Inne spodziewane właśnie dla płyt z rdzeniem grubym formy utraty stateczności występują dla ogólnego stanu przemieszczeń pozbawionego upraszczającego warunku równości ugięć trzech warstw płyty. Wpływ tego warunku na wyniki krytyczne płyt zbadano prowadząc obliczenia numeryczne modeli płyt w obu metodach. Obserwacja obszarów dobrej zgodności oraz istotnych różnic wyników płyt odpowiednio z rdzeniem średniej grubości i grubym jest zasadniczym efektem podjętej analizy, która w zagadnieniach modelowania struktur płyt może mieć istotne znaczenie praktyczne.

Słowa kluczowe

EN

annular layered plate; critical static loads; buckling form; finite differences method

PL

pierścieniowe płyty warstwowe; krytyczne obciążenia statyczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 46 nr 1
• Strony: 85--107
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawlus D.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, Poland,

Bibliografia

• 1. ABAQUS/Standard. User’s Manual, version 6.1, 2000, Hibbitt, Karlsson and Sorensen, Inc.
• 2. Chen Y.R., Chen L.W., Wang C.C., 2006, Axisymmetric dynamic instability of rotating polar orthotropic sandwich annular plates with a constrained damping layer, Composite Structures, 73, 2, 290-302
• 3. Dumir P.C., Shingal L., 1985a, Nonlinear axisymmetric static and transient analysis of orthotropic thick annular plates, Ingenieur-Archiv, 55, 413-420
• 4. Dumir P.C., Shingal L., 1985b, Axisymmetric postbuckling of orthotropic thick annular plates, Acta Mechanica, 56, 229-242
• 5. Kluesener M.F., Drake M.L., 1982, Mathematical modelling. Damped structure design using finite element analysis, Shock and Vibration Bulletin, 52, 1-12
• 6. Majewski S., Maćkowski R., 1975, Pełzanie spienionych tworzyw sztucznych stosowanych jako rdzeń płyt warstwowych, Inżynieria i Budownictwo, 3, 127-131
• 7. Pawlus D., 2003a, Krytyczne obciążenia statyczne trwarstwowych płyt pierścieniowych, X Sympozjum Stateczności Konstrukcji, Zakopane, 353-358
• 8. Pawlus D., 2003b, Obliczenia metodą elementów skończonych krytycznych obciążeń statycznych trójwarstwowych płyt pierścieniowych, Czasopismo Techniczne, 6-M, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 137-150
• 9. Pawlus D., 2004, Obliczenia metodą elementów skończonych trójwarstwowych płyt pierścieniowych poddanych obciążeniom w ich płaszczyźnie, III Sympozjum ”Kompozyty. Konstrukcje warstwowe”, Wrocław-Karpacz, 119-128
• 10. Pawlus D., 2005, Dynamic stability problem of three-layered annular plate under lateral time-dependent load, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 43, 2, 385-403
• 11. Pawlus D., 2006, Solution to the static stability problem of three-layered annular plates with a soft core, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 44, 2, 299-322
• 12. Pawlus D., 2007, Critical static loads calculations in finite element method of three-layered annular plates, Archives of Civil and Mechanical Engineering, VII, 1, 21-33
• 13. Romanów F., 1995, Wytrzymałość konstrukcji warstwowych, WSI w Zielonej Górze
• 14. Stamm K., Witte H., 1983, Sandwich Constructions, Moskwa [in Russian]
• 15. Volmir C., 1967, Stability of Deformed Systems, Nauka, Moskwa [in Russian]
• 16. Wang H.J., Chen L.W., 2003, Axisymmetric dynamic stability of sandwich circular plates, Composite Structures, 59, 99-107
• 17. Wang H.J., Chen L.W., 2004, Axisymmetric dynamic stability of rotating sandwich circular plates, Journal of Vibration and Acoustics, 126, 407-415