Analiza dynamiczna kompozytowych konstrukcji cienkościennych

• Autorzy: Markiewicz B. , Ziemiański L.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.73

Warianty tytułu

EN

Dynamic analysis of thin-walled composite structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę dynamiczną kompozytowej konstrukcji cienkościennej o przekroju zamkniętym prostokątnym, o różnych schematach statycznych. Do analizy wykorzystano modele powłokowe i odpowiadające im uproszczone modele prętowe. W modelach powłokowych uwzględniona została ortotropia materiału kompozytowego i różne warianty ułożenia włókien nośnych w poszczególnych warstwach. W modelach belkowych dokonano homogenizacji materiału uzyskując materiał izotropowy o średniej sztywności zastępczej. W analizie uwzględniono dodatkowe usztywnienia w postaci przepon wewnętrznych. Analizowano częstotliwości własne i odpowiadające im postacie drgań. Zbadano jaki wpływ na wyniki ma kąt orientacji włókien w warstwach, smukłość belki i schemat statyczny oraz porównano wyniki otrzymane dla modeli powłokowych z wynikami otrzymanymi dla uproszczonych modeli prętowych.

EN

The paper presents a dynamic analysis of closed thin-walled (CTW) section composite structures with different boundary conditions. Analysis is carried out with a use of shell models and corresponding simplified beam models. The shell models include orthotrophy of the composite material and different fiber orientation angles in laminas. In the beam models the material is homogenized and treated as isotropic with mean material properties. The numerical analysis is also performed for the same beam with added internal diaphragms. The results are presented in the form of natural frequencies and corresponding mode shapes. The effects of the boundary conditions, fiber angle and slenderness are studied. The results obtained for the shell models are compared with those for the simplified beam models.

Słowa kluczowe

PL

pręt kompozytowy; pręt cienkościenny; model prętowy; modelowanie MES; dynamika; częstotliwość drgań

EN

composite beam; thin-walled beam; beam element; FEM modeling; natural frequencies

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 2/I
• Strony: 291--302
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Markiewicz B.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Mechaniki Konstrukcji, ul. Poznańska 2, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Ziemiański L.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Mechaniki Konstrukcji, ul. Poznańska 2, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] http://www.nbi.com.pl/assets/NBI-pdf/2015/3_60_2015/PDF/23_Wykorzystanie_kompozytow_w_budownictwie.pdf, dostęp 27-02-2017.
• [2] Lewandowski R. Dynamika konstrukcji budowlanych. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2006.
• [3] Gjelsvik A.: The theory of thin walled bars, John Wiley&Sons, New York, 1981.
• [4] Doyle J.F.: Nonlinear analysis of thin-walled structures, Springer, New York, 2001.
• [5] Stojek Z., Sobol K., Ziemiański L.: Makromodele kontynualne w analizie wpływów dynamicznych na poziome drgania wielokondygnacyjnych konstrukcji ramowych, Wpływ wibracji na otoczenie – Wibrotechnika, Kraków-Janowice 1986, 135-145.
• [6] Timoshenko S. P. On the correction for shear of the differential equation for transverse vibration of prismatic bars. London 1921, Philosophical Magazine Series 6, vol. 41, no. 245, pp. 744-746.
• [7] Timoshenko S. P. History of strength of materials. McGraw-Hill New York, 1953.
• [8] Vlasov, V. Z. Thin-Walled Elastic Beams. Jerusalem: Israel Program for Scientific Translations, 1961.
• [9] Armanios EA, Badir AM.: Free vibration analysis of anisotropic thin-walled closedsection beams. AIAA J 1995, 33(10):1905-10.
• [10] Dancila DS, Armanios EA. The influence of coupling on the free vibration of anisotropic thin-walled closed-section beams. Int J Solids Struct 1998, 35(23):3105-19.
• [11] Vo TP, Lee J. Flexural–torsional behavior of thin-walled composite box beams using shear-deformable beam theory. Engineering Structures 2008, 30(7):1958-68.
• [12] Vo TP, Lee J. Flexural–torsional behavior of thin-walled closed-section composite box beams. Engineering Structures 2007, 29(8):1774-82.
• [13] Vo TP, Lee J. Free vibration of thin-walled composite box beams. Composite Structures 2007, 84(1):11-20.
• [14] Vo TP, Lee J and Ahn N.: On six fold coupled vibrations of thin-walled composite box beams. Composite Structures 2009, 89, pp. 524-535.
• [15] German J. Podstawy Mechaniki Kompozytów Włóknistych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej. Kraków 1996.
• [16] Markiewicz B., Ziemiański L.: Numerical modal analysis of the FRP coposite beam, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, tom XXXII 62 (4/2015), pp. 281-292, DOI: 10.7862/rb.2015.195.
• [17] Markiewicz B., Ziemiański L., Kulpa M.: Calculated and measured dynamic properties of the FRP composite beam, PCM-CMM 2015 Book of Short Papers, Wyd. PTMTS, Gdańsk 2015, Vol. 1, pp. 401-402.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)