Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Non-uniqueness of fracture parameter choice in simulations of concrete cracking at mesoscale level

Kondys B., Bobinski J., Marzec I.

Archives of Mechanics

|

2023

|

Vol. 75, nr 3

365--396

EN

In the paper a non-uniqueness of fracture parameter choice in simulations of cracking process in plain concrete specimens at mesoscale level under monotonic static loading is analysed. The Finite Element Method is used, where cracks are defined in a discrete way using interface cohesive elements with nonlinear material law including softening. The concrete mesostructure (such as: cement matrix, air voids, aggregates, and Interfacial Transitions Zones (ITZ)) is taken into account. Two benchmarks: Montevideo splitting test (MVD) as a main test and the three-point beam bending test (TPBT) as an auxiliary problem are simulated. Results from 2D calculations are compared with experimental outcomes, especially force-crack opening curves and crack patterns are carefully studied. In the MVD test, the mesostructure of a specimen is taken from X-ray micro-computed tomography scans of real samples. The issue of the proper selection of material parameters for cohesive cracks is investigated. The ambiguity of such a process is presented and discussed. It turns out the numerical simulations can give the same outcome for different values of material parameters. The influence of the selected material parameters and the friction coefficient on results (force–crack opening curves and crack patterns) is also analysed.

2

Numeryczna i eksperymentalna analiza rozwoju delaminacji wyboczeniowych w warunkach obciążeń quasi-statycznych

Bajurko P.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 3 (244)

7--17

PL

Prezentowane w arlykule badania slanowią fragment prac mających na celu opracowanie wzorcowej metodyki oceny wpływu uszkodzeń na trwałość i wytrzymałość konstrukcji wykonanych z nowoczesnych materiałow kompozytowych. Prace te realizowano w Instytucie Lotniclwa w ramach projeklu POIG TEBUK „Opracowanie technologii badań odporności na uszkodzenia lotniczych i kosmicznych kompozytowych struktur nośnych". Zaprezentowane badania dotyczą próbek prostokątnych wykonanych z preimpregnatu węglowo-epoksydowego o wymiarach 150x100x3,96 mm z centralnie umieszczoną delaminacją kołową o średnicy 40 mm. Zbadano numerycznie i eksperymenlalnie rozwoj delaminacji pod wpływem obciążeń quasi-statycznych. Badania numeryczne obejmowaly liniową analizę wyboczeniową odseparowanych delaminacją warstw oraz nieliniową analizę rozwoju delaminacji. Wyniki badań numerycznych porównano z wynikami badań eksperymenlalnych. Badania wykazały, że obiekt badawczy ze względu na zbyt małą grubość okazał się zbyt wiotki, aby przeprowadzić prawidłową weryfikację.

EN

Presented in this article studies are part of work conducted to develop a reference methodology for assessing the impact of damage to the durability and strength of structures made of advanced composite materials. This work was carried out under the project TEBUK "Development of the technology for testing the resistance to damage of aviation and space composite load bearing structures", which is carried out in the Institute of Aviation. The analyzed carbon-epoxy rectangular plate 150x100x3,96 mm contained 40 mm diameter delamination located in its center. The propagation of the delamination in quasi-static loading condition of the plate was investigated. The paper presents results of the linear buckling analysis and the nonlinear analysis of postbuckling delamination propagation. The numerical results were compared with the results of experimental research. Studies have shown that the tested plate was too small thickness, and was too sensitive to global buckling to perform proper verification.

3

Modelowanie strefy kohezyjnej

Dobrzański P.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 2 (243)

170--186

PL

Przeglądowy artykuł zawiera stan wiedzy dotyczący modelowania delaminacji z wykorzystaniem elementów kohezyjnych w kompozytach o spoiwie polimerowym, dostępnych w komercyjnym oprogramowaniu MES (np. w programie Abaąus). W artykule opisano działanie elementów kohezyjnych w warunkach pojedynczego i mieszanego sposobu pękania elementów o charakterystyce biliniowej. Elementy kohezyjne mogą przyjmować różne charakterystyki. W artykule zostały opisane różnice w wynikach uzyskanych z wykorzystaniem różnych charakterystyk. Opisane zostały również stałe materiałowe wymagane do definicji modelu. Wyznaczenie wartości tych stałych metodą eksperymentalną jest trudne do zrealizowania. W artykule przybliżono metody eksperymentalne oraz opisano kalibrację modelu pozwalającą na oszacowanie stałych, bazując na znormalizowanych badaniach. Artykuł ma na celu wyjaśnić sposób działania elementów kohezyjnych w komercyjnych programach MES i wskazać trudności związane z ich wykorzystywaniem.

EN

This review article contain description of cohesive zone modeling before delamination front in composite materials with polymer matrix. For this purpose the cohesive elements are proposed. Work of these elements were characterized in pure and mix mode loading. Different shapes of cohesive law, their parameters and influence on performing calculation and results were described. The aimi of this article is to shortly explains work of cohesive elements which are implemented in commercial FEM programs but they are not enough described in manuals and brings closer problems which could be encountered.

4

Investigation of axial crushing behaviour of a composite fuselage model using the cohesive elements

Mustapha F., Sim N. W., Shahrjerdi A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2012

|

Vol. 50 nr 2

531-548

EN

Finite element analysis (FEA) on a new fabrication miniature composite fuselage structure under axial compression loading is presented. ABAQUS/Explicit simulation is employed to predict the crushing behaviour and mechanical strength from the initial compression loading to the final failure mode. A woven C-glass fiber/epoxy 200 g/m2 composite laminated with orthotropic elastic material properties is used for the fuselage model. This proposed model is established to observe the crushing load and collapse modes under an axial compression impact. Adhesively bonded joint progression is generated using the technique of cohesive element. Various angles of the lamina are deliberated in the analysis to acquire and imagine the effect of the angle of orientation. Composite lamina angles are examined and validated using FEA modelling as a numerical parametric study. The results show that the finite element analysis using ABAQUS/Explicit can reproduce satisfactorily the load-deflection response. It can be concluded that special cases of antisymmetric lamination are found to have the strongest resistance to the applied load.

PL

Pracę poświęcono analizie elementów skończonych w zastosowaniu do badań modelu miniaturowego kadłuba wykonanego z laminatu i poddanego osiowemu ściskaniu. Przeprowadzono symulacje numeryczne z użyciem komercyjnego oprogramowania ABAQUS/Explicit w celu określenia wytrzymałości kompozytu oraz zbadania przebiegu procesu zgniatania, aż do uzyskania ostatecznej postaci zniszczenia próbki. Na materiał kadłuba wybrano kompozyt w włóknem szklanym typu C o gęstości 200 g/m2 i właściwościach ortotropowych. Podczas badań obserwowano pojawianie się kolejnych postaci wgnieceń, aż do zupełnej utraty stateczności układu przy udarowym obciążeniu ściskającym. Zastosowano metodę elementów kohezyjnych do analizy zmian w adhezyjnym połączeniu warstw laminatu. Zbadano wpływ kąta laminowania na właściwości próbki. Przeprowadzono także badania parametryczne wpływu kąta laminowania modelu metodą elementów skończonych. Uzyskane wyniki wykazały, że symulacje wykonane w systemie ABAQUS/Explicit wiarygodnie odtwarzają rzeczywisty przebieg zgniatania w funkcji przykładanego obciążenia. Zaobserwowano również, że niektóre przypadki laminowania antysymetrycznego są szczególnie odporne na zniszczenie wywołane siłą osiową.

5

O zastosowaniu elementów kohezyjnych w analizie elementów konstrukcji murowych

Gajewski M., Jemioło S.

Logistyka

|

2010

|

nr 6

PL

W artykule prezentowane są rozwiązania wybranych zadań brzegowych dotyczących konstrukcji murowych przy uwzględnieniu sprężysto-kruchych właściwości interfejsu jaki stanowi zaprawa w murze. Materiał cegły jest modelowany jako sprężysty. Rozwiązano zadania na komórkach elementarnych muru oraz zagadnienie brzegowe zginania części muru. Do rozwiązania wszystkich zagadnień stosowany jest program ABAQUS ze sformułowaniem interfejsu przez elementy kohezyjne. Zakłada się warunki stanu granicznego jako kwadratowe funkcje składowych wektora naprężenia albo wektora odkształcenia w interfejsie. Po przekroczeniu stanu granicznego przyjęto możliwość degradacji właściwości sprężystych interfejsu w sformułowaniu przemieszczeniowym uwzględniając liniowe równanie ewolucji.

EN

In the paper solutions of some boundary-value problems for masonry are presented taking into account special elastic-brittle properties of mortar. Material for brick modeling is assumed to be elastic. Some example tasks are solved for an elementary cell and for bended masonry beam. Solution of all tasks are obtained using ABAQUS software with material interface formulated via cohesive elements. The limit functions are postulated in quadratic form depending on stress or strain vector components. In post-critical state the degradation of mortar elastic properties is taken into account in displacement formulation with linear evolution function.