Wpływ warunków brzegowych i własności materiałowych na stateczność zginanych belek kompozytowych

• Autorzy: Gliszczyński A. , Kubiak T. , Urbaniak M.

Warianty tytułu

EN

Influence of boundary conditions and material properties on the stability of bent composite beams

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zajęto się nieliniową statecznością cienkościennych belek o przekroju ceowym poddanych czystemu zginaniu. Rozpatrywane belki wykonane były z ośmiowarstwowego laminatu - włókna szklane w żywicy epoksydowej. Stateczność i ścieżki równowagi rozpatrywanych belek wyznaczono, wykorzystując program ANSYS oparty na metodzie elementów skończonych. Przygotowano dwa modele numeryczne. W pierwszym modelu rozpatrzono jedynie fragment belki poddany czystemu zginaniu, modelując obciążenia na krawędziach przekroju poprzecznego, które odpowiadało rozkładowi naprężeń w belce zginanej w zakresie sprężystym. Drugi model odzwierciedla stanowisko badawcze – czteropunktowe zginanie. Otrzymane wyniki porównano z wynikami badań doświadczalnych.

EN

The paper deals with buckling and postbuckling behaviour of thin-walled beams with C-shaped cross-section subjected to pure bending. The discussed beams were made of eight-layer laminate – glass fibres in epoxy resin. Buckling load and postbuckling equilibrium paths of the examined beams have been calculated using the ANSYS software based on the finite elements method. Two numerical models were prepared. In the first one only a part of the beam subjected to pure bending was taken into consideration. The loads corresponding to the distribution of stress in a beam bent in elastic range was applied on the edges of the cross-section. The second model one reflects the research assumption – a four-point bending. The obtained results were compared with the results of experiments.

Słowa kluczowe

PL

stateczność; stan zakrytyczny; MES; kompozyty; konstrukcja cienkościenna

EN

buckling; postbuckling behaviour; FEM; composites; thin-walled structure

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 19, nr 50
• Strony: 25--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Gliszczyński A.

• Katedra Wytrzymałości Materiałów i Konstrukcji, Politechnika Łódzka

autor

Kubiak T.

• Katedra Wytrzymałości Materiałów i Konstrukcji, Politechnika Łódzka

autor

Urbaniak M.

• Katedra Wytrzymałości Materiałów i Konstrukcji, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• 1. Hodgkinson J.M.: Mechanical testing of advanced fibre composites. Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 2000.
• 2. Correia J.R., Branco F.A., Silva N.M.F., Camotim D., Silvestre N.: First-order, buckling and post- buckling behavior of GFRP pultruded beams. Part 1: Experimental study. “Computer & Structures” 2011,89 (21-22), p. 2052 - 2064.
• 3. Generic E-Glass/Epoxy Unidirectional Prepreg, http://composite.about.com/od/data/l/blg_egepoxy.htm (3.luty 2014).
• 4. Mazurkiewicz Ł., Małachowski J., Damaziak K., Baranowski P., Gotowicki P.: Identification of layers distribution in the composite coupon using finite element method and three point bending test. „Acta Mechanica et Automatica” 2013, 7(3), p. 160 - 165.
• 5. York, C.B.: Characterization of non-symmetric forms of fully orthotropic laminates. „Journal of Aircraft” 2009, 46(4), p. 1114 - 1125.
• 6. York, C.B.: Coupled quasi-homogeneous orthotropic laminates. „Mechanics of Composite Materials” 2011, 47(4), p. 405 - 426.
• 7. York, C.B.: Buckling analysis and minimum-mass design procedures for composite wing-box structures. „Journal of Aircraft” 2006, 43(2), p. 528 - 36.
• 8. Dębski H., Ostapiuk M.: Numerical FEM analysis for the part of composite helicopter rotor blade. „Journal of Kones” 2012, Vol. 19, 1, p. 71 - 77.
• 9. Bechly M.E., Clausen P.D.: „Structural design of a composite wind turbine blade using finite element analysis” 1997, Vol. 63, 3, p. 639 - 646.
• 10. Dębski H., Kubiak T., Teter A.: Experimental investigation of channel section composite profiles behaviour with various sequences of plies subjected to static compression. „Thin-Walled Structures” 2013, 71, p. 147 - 154.
• 11. Dębski H., Kubiak T., Teter A.: Buckling and postbuckling behaviour of thin-walled composite channel section column. „Composite Structures” 2013,100, p. 195 - 204.
• 12. Kubiak T., Metoda elementów skończonych jako eksperyment numeryczny stateczności dźwigarów cienkościennych obciążonych statycznie i dynamicznie. „Analizy numeryczne wybranych zagadnień mechaniki” Wojskowa Akademia Techniczna, 2007, s. 209 - 228.
• 13. User’s Guide ANSYS 14.5, Ansys, Inc., Houston, USA.