Analiza numeryczna i doświadczalna pracy ściskanych elementów cienkościennych z wydrążonymi otworami

• Autorzy: Różyło P. , Wrzesińska K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/148.2016.7.3

Warianty tytułu

EN

Numerical and experimental analysis of the work of compressed thin-walled elements with hollow holes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań są cienkościenne elementy stalowe w postaci dwuteowników ażurowych o zmiennych parametrach geometrycznych szeregu otworów. Próbki zamodelowane numerycznie, zostały poddane procesowi osiowego ściskania, podczas którego badano stan krytyczny oraz pokrytyczny profili cienkościennych w odniesieniu do badań doświadczalnych. Modele podparto przegubowo na krawędziach stanowiących przekrój poprzeczny badanych profili w górnej i dolnej części elementów. Badania numeryczne wykonywano wyłącznie w zakresie nieliniowej stateczności konstrukcji. Analizę MES prowadzono do chwili osiągnięcia przez poddane ściskaniu profile granicy plastyczności materiału - w celu otrzymania stanu utraty stateczności struktur, bez następstwa związanego z niepożądanym uplastycznieniem. Do obliczeń numerycznych wykorzystano program ABAQUS®, dzięki któremu prowadzono badania związane z wpływem zmienności średnic szeregu otworów profili cienkościennych, w zakresie dopuszczalnych obciążeń eksploatacyjnych struktur. Badania numeryczne realizowano jedynie w zakresie pracy sprężystej, pozwalającej na stateczną pracę cienkościennej konstrukcji.

EN

The specimens are thin-walled steel elements in the form of openwork beams with variable geometrical parameters row of holes. Samples were modeled numerically and additionally undergone axial compression, in which critical and after-critical conditions of designed thin-walled profiles were studied according to experimental research. Models properly propped articulated on the edges of cross-section examined profiles of the upper and Iower parts. Numerical investigations were carried out exclusively in the field of non-linear stability of the structure. FEM analysis was carried out until achieving yield stress of the material - in order to obtain the State of loss of stability of structures, without effects resulting from the undesirable plastic deformation. For the numerical calculations used ABAOUS® program, through which conducted research related to the impact of variability diameter thin-walled profiles a series of holes, to the extent allowable loads the operating structures. Numerical investigations carried out work only to the extent elastic, allowing the stately work of thin-walled structures.

Słowa kluczowe

PL

analiza numeryczna; metoda elementów skończonych; belka ażurowa; stateczność konstrukcji cienkościennych

EN

numerical analysis; finite element method; openwork beam; stability of thin-walled profiles

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 7
• Strony: 29--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Różyło P.

• Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Wrzesińska K.

• Wydział Biologii i Biotechnologii UMCS, ul. Akademicka 19, 20-033 Lublin

Bibliografia

• [1] Abaqus HTML Documentation.
• [2] Dębski H., A. Teter, T. Kubiak, S. Samborski. 2016. "Local buckling, post-buckling and collapse of thin-walled channel section composite columns subjected to quasi-static compression". Composite Structures (136): 593-601.
• [3] Koiter W.T. 1963. "Elastic stability and post-buckling behavior" in Proceedings of the Symposium on Non-linear Problems. Wisconsin: Univ. of Wisconsin Press.
• [4] Lonkwic P., P. Różyło, H. Dębski. 2015. "Numerical and experimental analysis of the progressive gear body with the use of finite-element method". Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability; 17(4): 544-550.
• [5] Mania R.J., Z. Kołakowski, J. Bienias, P. Jakubczak, K. Majerski. 2015. "Comparative study of FML profiles buckling and post-buckling behavior under axial loading". Composite Structures (134): 216-225.
• [6] Shanmugam N.E. 1997. "Openings in Thin-walled Steel Structures". Thin-Walled Structures; 28(3/4): 355-372.
• [7] Thompson J.M.T, G.W. Hunt. 1973. General theory of elastic stability. New York: Wiley.
• [8] Van der Heijden A. M. A. (red.), W.T. 2009. "Koiter's Elastic Stability of Solids and Structures". Cambrige: Cambridge University Press.
• [9] Dębski H., G. Koszałka, M. Ferdynus. 2012. "Application of fem in the analysis of the structure of a trailer supporting frame with variable operation parameters". Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability; 14 (2): 107-114.
• [10] Dębski H., A. Rudawska. 2011. "Experimental and numerical analysis of adhesively bonded aluminium alloy sheets joints". Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability; (1): 4-10.
• [11] Kopecki T, P. Mazurek. 2013. "Problems of numerical bifurcation re-producing in postcritical deformation states of aircraft structures". Journal of Theoretical and Applied Mechanics 51(4): 969-977.
• [12] Ritchie D., J. Rhodes. 1975. "Buckling and post-buckling behaviour of plates with holes". The Aeronautical Quarterly; 26(4): 281-296.
• [13] Teter A., H. Dębski, S. Samborski. 2014. "On buckling collapse and failure analysis of thin-walled composite lipped-channel columns subjected to uniaxial compression". Thin-Walled Structures (85): 324-331.
• [14] Materiał properties of steel, http://ds.arcelormittal.com/repo/ArcelorMittal%20Staalhandel/Rubriek%20Histar/Histar_EN.pdf (dostęp: 25.11.2015)
• [15] http://www.dziegielewski.info/Tablice/html/tabliceipe.htm (dostęp: 25.11.2015)
• [16] http://sections.arcelormittal.com/fileadmin/redaction/4-Library/1-Sales_programme_Brochures/ACB/ACB_PL.pdf (dostęp: 25.11.2015).
• [17] Zienkiewicz O.C., R.L. Taylor. 2000. "Finite Element Method (5th Edition) Volume2-SolidMechanics". Elsevier.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.