Face wrinkling of sandwich beams under pure bending

• Autorzy: Jasion P. , Magnucki K.

Warianty tytułu

PL

Marszczenie ściskanej okładziny belki trójwarstwowej poddanej czystemu zginaniu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is devoted to sandwich beams under pure bending. The local buckling problem is analysed. The analytical description of the upper face wrinkling is proposed. From the principle of stationary total potential energy, formulae describing critical stresses in the faces of the beam are derived. The algorithm for determining the critical stresses is shown. Two particular cases of the solution following the core properties are mentioned. The finite element model of the sandwich beam is formulated. The comparison of the results obtained from the proposed analytical model and from FEM analysis is shown for a family of sandwich beams with different thicknesses and core properties.

PL

W pracy omówiono zagadnienie lokalnej stateczności belki trójwarstwowej poddanej czystemu zginaniu. Zaproponowano analityczny model marszczenia górnej, ściskanej okładziny. Z zasady stacjonarności energii potencjalnej wyprowadzono równanie opisujące naprężenia krytyczne. Zaproponowano algorytm pozwalający określić wartość naprężeń krytycznych w zależności od własności rdzenia. Opracowano model numeryczny MES belki trójwarstwowej. Dla rodziny belek przeprowadzono analizę numeryczną na wartości własne, a wyniki porównano z otrzymanymi z zaproponowanego modelu analitycznego.

Słowa kluczowe

EN

sandwich beam; local buckling; wrinkling; elastic foundation

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 50 nr 4
• Strony: 933--941
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Jasion P.

autor

Magnucki K.

• Poznan University of Technology, Institute of Applied Mechanics, Poznań, Poland,

Bibliografia

• 1. Allen H.G., 1969, Analysis and Design of Structural Sandwich Panels, Pergamon Press, London
• 2. Bart-Smith H., Hutchinson J.W., Evans A.G., 2001, Measurement and analysis of the structural performance of cellular metal sandwich construction, Mechanical Science, 43, 1945-1963
• 3. Baˇzant Z.P., Cedolin L., 1991, Stability of structures. Elastic, Inelastic, Fracture, and Damage Theories, Oxford University Press, New York, Oxford
• 4. Chen X W, Yu T.X., 2000, Elastic-plastic beam-on-foundation under quasi-static loading, Int. Journal of Mechanical Sciences, 42, 2261-2281
• 5. Hadi B.K., 2001, Wrinkling of sandwich column: comparison between finite element analysis and analytical solutions, Composite Structures, 53, 477-482
• 6. Jasion P., Magnucka-Blandzi E., Szyc W., Wasilewicz P., Magnucki K., 2011, Global and local buckling of a sandwich beam-rectangular plate with metal foam core, Proc. 6th Int. Conference on Thin-walled Structures, Vol. 2, Dubina D., Ungureanu V. (Eds.), ECCS Publication, Printed in Multicomp Lda, Mem Martins, Portugal, ISBN(ECCS) 978-92-9147-102-7, 707-714
• 7. Jasion P., Magnucki K., 2011, Buckling-wrinkling of a face of sandwich beam under pure bending, Modelowanie Inżynierskie, 41, 151-156, ISSN 1896-771X [in Polish]
• 8. Kesler O., Gibson L.J., 2002, Size effects in metallic foam core sandwich beams, Materials Science and Engineering A, 326, 228-234
• 9. Koissin V., Shipsha A., Skvortsov V., 2010, Effect of physical nonlinearity on local buckling in sandwich beams, Journal of Sandwich Structures and Materials, 12, 7, 477-494
• 10. L´eotoing L., Drapier S., Vautrin A., 2002, First applications of a novel unified model for global and local buckling of sandwich columns, European J. of Mech. A/Solids, 21, 683-701
• 11. Libove C., Butdorf S.B., 1948, A General Small-Deflection Theory for Flat Sandwich Plates, NACA TN 1526
• 12. Plantema F.J., 1966, Sandwich Construction: The Bending and Buckling of Sandwich Beams, Plates and Shells, John Wiley and Sons, New York
• 13. Rakow J.F.,Waas A.M., 2005, Size effects and the shear response of aluminium foam, Mechanics of Materials, 37, 69-82
• 14. Reissner E., 1948, Finite deflections of sandwich plates, Journal of the Aeronautical Science, 15, 7, 435-440
• 15. Steeves C.A., Fleck N.A., 2004, Collapse mechanisms of sandwich beams with composite faces and a foam core, loaded in three-point bending. Part I: analytical models and minimum weight design, Int. Journal Mechanical Sciences, 46, 561-583
• 16. Stiftinger M.A., Rammerstorfer F.G., 1997, Face layer wrinkling in sandwich shells – Theoretical and experimental investigations, Thin-Walled Structures, 29, 1/4, 113-127
• 17. Vlasov V.Z., Leontev N.N., 1960, Beams, Plates and Shells on Elastic Foundation, Gosud. Izd. Fiz-Mat-Lit., Moscow [in Russian]
• 18. Volmir A.S., 1967, Stability of Deformable Systems, Izd. Nauka, Fiz-Mat-Lit, Moscow [in Russian]
• 19. Woźniak M., 2001, Interaction of a plate with elastic foundation, [In:] Mechanika Techniczna, Mechanics of Elastic Plates and Shells, VIII, C.Woźniak (Edit.),Wyd. Naukowe PWN,Warszawa, 510-541 [in Polish]
• 20. Życzkowski M., 1988, Stability of bars and system bars, [In:] Mechanika Techniczna, Strength of Structures Elements, IX, M. Życzkowski (Edit.), PWN, Warszawa, 241-380 [in Polish]