Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A study of failure analysis of composite profile with open cross-section under axial compression

Różyło P.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 4

210--216

EN

The paper presents an experimental and numerical study investigating the load carrying capacity of thin-walled composite structures with an omega-shaped cross-section subjected to axial compression. The tested profile was made of carbon-epoxy laminate with symmetrical arrangement of the layers [0/90/0/90]s. The experimental tests were performed on a universal testing machine - Zwick Z100, under full load conditions until total failure of the structure. The post-critical equilibrium paths of the construction were determined, defining the relationship between compressive load and deflection and enabling the FE models to be validated. Based on the obtained post-critical equilibrium paths, the critical load of the construction was determined using well-known approximation methods. Simultaneously, numerical analysis was carried out by the finite element method using Abaqus® software. The critical state was determined via linear eigenvalue analysis, and the critical load and corresponding first buckling mode were estimated. The next stage of numerical analysis involved solving the nonlinear stability problem of the structure with initialized geometric imperfection reflecting the first buckling mode of the composite material. The geometrically non-linear problem was solved by the Newton-Raphson method. The load capacity of the composite profile in the post-buckling state was determined by the progressive failure criterion which estimates damage initiation in the composite material using the Hashin criterion. Progressive failure analysis is described with the energy criterion describing the stiffness degradation of finite elements. The obtained numerical simulation results showed very high correspondence with the presented experimental results conducted on real structures, which confirms the precise preparation of the developed numerical models of the composite structures.

PL

Praca dotyczy numeryczno-doświadczalnego badania nośności cienkościennych struktur kompozytowych o omegowym kształcie przekroju poprzecznego poddanych osiowemu ściskaniu. Profile wykonano z kompozytu węglowo-epoksydowego o symetrycznym układzie warstw względem płaszczyzny środkowej. W ramach przeprowadzonych badań rozpatrzono układ o krzyżowej konfiguracji ułożenia warstw laminatu [0/90/0/90]s. Badania eksperymentalne przeprowadzono z wykorzystaniem uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej Zwick Z100 w pełnym zakresie obciążeń, aż do całkowitego zniszczenia konstrukcji. Badania numeryczne stanu krytycznego z zastosowaniem liniowej analizy zagadnienia własnego miały na celu wyznaczenie postaci wyboczenia oraz wartości obciążenia krytycznego. Kolejny etap symulacji numerycznych obejmował rozwiązanie zagadnienia nieliniowej stateczności konstrukcji z zainicjowaną najniższą postacią wyboczenia. Zagadnienie geometrycznie nieliniowe prowadzono z wykorzystaniem przyrostowo-iteracyjnej procedury Newtona-Raphsona, wykorzystując jako narzędzie do obliczeń numerycznych program ABAQUS® . Obliczenia numeryczne utraty nośności konstrukcji przeprowadzono za pomocą implementacji algorytmu progresywnego kryterium zniszczenia (uwzględniając degradację sztywności elementów skończonych), w oparciu o uprzednio uwzględnione inicjacyjne kryterium zniszczenia Hashina. Otrzymane wyniki symulacji numerycznych wykazywały bardzo wysoką zgodność z prezentowanymi wynikami badań eksperymentalnych, prowadzonych na rzeczywistych strukturach. Wysoka zbieżność wyników świadczy o precyzyjnym przygotowaniu modelu MES.

2

Badania eksperymentalne słupów CFST z betonem zwykłym i ekspansywnym

Abramski M., Kondrat J., Korzeniowski P.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 3/I

307--323

PL

Praca przedstawia badania eksperymentalne ponad 40 słupów CFST. Analizie poddano wyniki siły niszczącej słupy w aspekcie grubości stalowego płaszcza, smukłości słupa, rodzaju betonu wypełniającego stalową rurę (zwykły i ekspansywny) i jego wytrzymałości a także sposobu obciążania słupa (przez rdzeń lub przez cały przekrój). Sprawdzono efektywność słupów CFST z użyciem betonu ekspansywnego i zwykłego rozumianą jako stosunek nośności eksperymentalnej słupa do nośności plastycznej osiowo ściskanego przekroju słupa. Oceniono przydatność autorskiej metody wyznaczania nośności słupów CFST, różniącej się zasadniczo od metody wg EC4, przy wyższych stopniach zbrojenia, przekraczających 6%.

EN

The paper presents the results of the study on over 40 CFST columns. The analysis covered the results of applying the destructive force onto the columns in the following aspects: the thickness of the steel coat, the slenderness of the columns, the type of the concrete filling (the ordinary and the expansive) and its strength as well as the type of the load application (onto the core or onto the whole section). The effectiveness of the columns, understood as the ratio of the load bearing capacity of the experimental column versus the plastic load bearing capacity of the axially compressed columns’ section, was analysed for both the ordinary concrete and the expansive concrete filled CFST columns. Finally, the original method of calculating the load bearing capacity of the CFST columns was evaluated for columns of the higher (over 6%) reinforcement ratios. The method differs significantly from the EC4 method.

3

Influence of boundary condition on deformation of thin-walled tubes under axial compression

Dacko M., Nowak J.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 1

163-170

EN

Thin-walled metal tubes are a typical component of shields absorbing the energy of the explosive shock wave. The key factor to be considered is the method of binding the tubes with a shield plate and protected structure. It greatly influences energy absorbing capacity of the structure. The paper presents experiments of static load of thin-walled tubes under axial compression. The specimen were steel (R35) tubes of outer diameter 20 mm, wall thickness 1 mm and length 35 mm, attached to two end plates. The attachment was a combination of simple support (SS) and fixed connection (FIX) of edges to plates (SS-SS, SS-FIX, FIX-FIX). The fixed connection was obtained by soldering (either continuous or in some points), using steel, brass and silver alloy. The influence of the weld type on the resulting compression diagram and energy absorbing capacity of the structure was monitored. The numerical simulation was performed using MSC.Dytran. Numerical models used solid elements and elastic-plastic material with work hardening. Numerical simulation results were compared to experimental values from static experiments

PL

Cienkościenne metalowe elementy cylindryczne znajdują zastosowanie w tworzeniu struktur ochronnych pochłaniających energię fali detonacyjnej wybuchu. Istotnym zagadnieniem jest sposób mocowania tych elementów do płyty ochronnej i konstrukcji chronionej, gdyż ma on znaczny wpływ na energochłonność struktury. W artykule przedstawiono statyczne badania doświadczalne elementów cylindrycznych poddanych ściskaniu. Przedmiotem badań były rurki o średnicy zewn. 20mm, grubości ścianki 1mm i wysokości 35mm wykonane ze stali R35. Elementy ściskane umieszczano pomiędzy dwoma krążkami. Próbom poddano elementy o brzegach swobodnych, elementy zamocowane do jednego z krążków i elementy dwustronnie utwierdzone. Utwierdzenie realizowano poprzez lutowanie punktowe lub ciągłe przy pomocy spoin ze stali, mosiądzu i stopu srebra. Badano wpływ rodzaju spoiny na krzywą ściskania i zdolność absorpcji energii. Przy użyciu oprogramowania MSC.Dytran przeprowadzono symulację numeryczną opisanych zagadnień. Stworzono pełny model krążków i rurki stosując do tego celu elementy bryłowe typu solid. Przyjęto biliniowy model materiału z umocnieniem plastycznym Porównano postacie deformacji badanych próbek poddanych statycznemu ściskania na maszynach wytrzymałościowych z wynikami otrzymanymi na drodze numerycznej.

4

Nośność prętów aluminiowych ściskanych mimośrodkowo

Gwóźdź M.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2004

|

R. 101, z. 14-B

63--76

PL

W artykule zestawiono, według Eurocode 9, formuły nośności prętów aluminiowych w stanach prostych - osiowego ściskania lub czystego zginania i złożonych - ściskania mimośrodkowego. Wzory dla stanów prostych zostały wyprowadzone z modelu Younga dla pręta obarczonego imperfekcjami geometrycznymi, a stany złożone opisują formuły empiryczne.

EN

Formulae for elevation of loadbearing capacity of aluminium members according to Eurocode 9 have been presented in this paper. Simple - pure compression and pure bending - as well as interacted - axially compression with bending moments - load states are taken into consideration. Formulae for simple load states are based on Young model of a member with geometrical imerfections whereas for interacted load states are empirical.

5

Analiza wpływu imperfekcji na zachowanie się i nośność cienkościennych słupów

Grądzki R.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

1998

|

Z. 250

3-95

PL

Przedmiotem niniejszej pracy jest analiza stanu zakrytycznego i fazy zgniatania cienkościennych słupów poddanych osiowemu ściskaniu pracujących w obszarze sprężysto-plastycznym. W rozważaniach wzięto pod uwagę: współpracę sąsiednich ścian słupa, ugięcia wstępne ścian, naprężenia resztkowe w płytach składowych, nieliniowe wzmocnienie materiału, zmiękczenie materiału powstałe w wyniku wpływu temperatury. Do zbadania zagadnienia zastosowano metodę wariacyjną Rayleigha-Ritza z uwzględnieniem teorii plastycznego płynięcia. Związki pomiędzy naprężeniami i odkształceniami w obszarach sprężysto-plastycznych opisane są równaniami Prandtla-Reussa. Przedstawiona metoda analizy zagadnienia jest kombinacją rozwiązania analitycznego i numerycznego z wykorzystaniem dyskretyzacji ośrodka ciągłego. W każdym kroku obliczeń uwzględniono możliwość: występowania procesów czynnych, biernych i neutralnych, określenia nowej powierzchni plastyczności dla danego przyrostu odkształcenia, redukcji naprężeń do aktualnej powierzchni plastyczności. Zachowanie się słupów w fazie zniszczenia zbadano stosując teorię sztywno-plastyczną. Wyniki obliczeń numerycznych pokazano w postaci wykresów obciążenie-skrócenie słupa, na podstawie których można wyznaczyć nośność graniczną oraz wielkość energii pochłoniętej przez słup podczas zgniatania.

EN

In this work the analysis of the post-buckling state and crushing process of a box-columns subjected to uniform compression in the elasto-plastic range is presented. Different material stress-strain curves and the interaction between buckling behaviour of flanges and initial imperfections such as: out-of-flatness, residual stresses and softening of material are taken into account. The problem is investigated using Rayleigh-Ritz variational method involving plasticity. The stress-strain relations in the elasto-plastic range are described by Prandtl-Reuss equations. The proposed method is a combination of analytical and numerical solutions applying discretization of continuum. In each step of calculations following aspects are taken into account: active and neutral processes, determination of new yield surface for a given strain increment, the reduction of stresses to the actual yield surface, strayed from it, because finite increments are used. The crushing process is investigated on the basis of ridig-plastic theory. The results of numerical calculations are presented in figures as non-dimensional relationships between the average stress σ* and the shortening S* of column, allowing to determine the load carrying capacity and the value of energy absorbed during compression.