Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numeryczne obliczenia wytrzymałościowe stołu adaptacyjnego do prasy

Truty G., Nycz D., Ślązkiewicz M.

Modelowanie Inżynierskie

|

2017

|

T. 33, nr 64

103--107

PL

Przedmiotem pracy jest stół adaptacyjny do prasy o globalnych wymiarach 3 800 x 2 000 x 580 mm i masie 9 850 kg. Stół poddano obliczeniom statycznym wytrzymałościowym, zmęczeniowym spoin oraz optymalizacji pod kątem redukcji masy. Do budowy modelu numerycznego i obliczeń wykorzystano programy z pakietu Altair HyperWorks oraz środowisko FATEVAS. Obliczenia optymalizacyjne wykazały możliwość redukcji masy konstrukcji o 16%. Zmodyfikowany stół adaptacyjny spełnia przyjęte kryteria wytrzymałościowe konstrukcji i spoin dla analizowanych przypadków obliczeniowych.

EN

The subject of the work is the adaptive table for the press with the global dimensions of 3 800 x 2 000 x 580 mm and mass of 9 850 kg. The table was subjected to the calculations of static strength, fatigue of the welds and optimization for the mass reduction. To the creation of the numerical model and calculations, software from the Altair HyperWorks package and FATEVAS environment were used. Optimization calculations have shown the ability to mass reduction of 16%. The modified adaptive table fulfil the accepted strength criteria of the structure and the welds for the analysed load cases.

2

Modelowanie złączy śrubowych segmentów prowadnicy typu B bariery drogowej SP-05/2

Nycz D.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 27, nr 58

105--112

PL

Jednym z głównych problemów decydujących o prawidłowości wirtualnych testów zderzeniowych drogowych barier ochronnych jest modelowanie złączy śrubowych adekwatne do wyników eksperymentalnych. W pracy poddano analizie eksperymentalnej i numerycznej złącza prowadnicy typu B, przykładowej bariery klasy N2–W4–A. Przeprowadzono eksperymentalną próbę rozciągania pojedynczego złącza śrubowego wyciętego z pełnego złącza 6-śrubowego segmentów prowadnicy. Przeprowadzono badania numeryczne w systemie LS-Dyna, mające na celu opracowanie metody wyznaczania parametrów sztywnościowych elementów zastępczych, opisujących działanie złączy śrubowych. Opracowana metoda modelowania złączy może być stosowana w wirtualnych testach zderzeniowych drogowych i mostowych barier ochronnych.

EN

One of the main problem determining the correctness of the virtual crash tests of road safety barriers is the modelling of bolt joints adequate to the experimental results. In the study, a B-type guiderail joints of an exemplary N2-W4-A class barrier, are analysed experimentally and numerically. The experimental tensile test of a single bolt joint cut out from the full 6-bolts joint of guiderail segments, has been carried out. The numerical research in order to develop a method for determining the stiffness parameters of replacement elements describing the behavoiur of bolt joints, was performed using the LS-DYNA system. The developed method of joints modelling can be used in virtual crash tests of road and bridge safety barriers.

3

Modelowanie końcówek odcinka bariery SP-05/2 do zastosowania w symulacji testów zderzeniowych

Nycz D.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 29, nr 60

44--51

PL

Przedmiotem pracy jest modelowanie numeryczne końcówki bariery SP-05/2. Bariera składa się z prowadnicy B (segmenty o długości całkowitej 4,30 m i długości efektywnej 4,00 m), słupków Sigma-100, wsporników trapezowych, podkładek prostokątnych i śrub M16 klasy wytrzymałości 4.6. Końcówka bariery jest odcinkiem o długości 12,0 m, z ukośną prowadnicą typu B, zakończoną łącznikiem czołowym pojedynczym. Występują w niej słupki o rożnych długościach, w odstępach 2 m (4 odcinki) i 4 m (1 odcinek). W węźle łączącym końcówkę bariery z prowadnicą poziomą występuje łącznik ukośno-poziomy prowadnicy, dostosowany do kształtu prowadnicy B. Łącznik czołowy pojedynczy jest położony pod powierzchnią gruntu. W pracy dokonano odwzorowania ukośnych końcówek odcinka testowego bariery SP-05/2, zagłębionych w poboczu utwardzonym, za pomocą dyskretnego elementu belkowego o charakterystykach sprężysto-plastycznych, usytuowanego na poziomie osi wzdłużnej prowadnicy B w skrajnym węźle odcinka poziomego prowadnicy. Charakterystyki sprężysto-plastyczne końcówki bariery wyznaczono numerycznie. Odwzorowanie umożliwia uproszczenie i skrócenie czasu symulacji testów zderzeniowych bariery SP-05/2.

EN

The subject of the work is numerical modeling of an end of SP-05/2 road barrier. The barrier consists of a B-type guiderail (segments of a total length of 4,30 m and an effective length of 4,00 m), Sigma-100 posts, trapezoidal brackets, rectangular pads and M16 screws of a 4.6 strength class. A barrier end is a 12,0 m long section with a sloping B-type guiderail, ended by a frontal single joining piece. There are posts of different lengths at 2 m (4 sections) and 4 m (1 section) intervals. In the joint linking the barrier end with the horizontal guiderail, there occurs an oblique-horizontal joining piece adapted to a B-type guiderail shape. Frontal single joining piece is located under the ground. In the work, a sloping end of the tested segment of a SP-05/2 barrier, embedded into a paved roadside, was modeled by a discrete beam element with elastic-plastic characteristics, located along with the longitudinal axis of a B-type guiderail in the external joint of a guiderail horizontal segment. Elastic-plastic characteristics of the barrier end were determined numerically. The mapping allows to simplify and shorten the simulation time of crash tests of a SP-05/2 barrier.

4

Modelling, simulation and validation of bending test of box segment formed as two composite shells glued together

Klasztorny M., Nycz D., Cedrowski M.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 2

88--94

EN

The present experimental and numerical research is focused on a box composite beam, so-called a validation segment, consisting of two vinylester/glass shells glued together. The top shell has a hat cross-section, whereas the bottom one is flat. The shells are glued together at two horizontal contact strips. The validation segment reflects the central part of the cross- and longitudinal-section of a box composite superstructure of a footbridge designed by the authors. The dimensions of the cross-section and the number of fabric layers in the validation segment are decreased twice in comparison with the footbridge superstructure. Moreover, the composite beam was rotated by 180° in relation to the footbridge. The validation segment is 2.35 m long, and the cross-section overall dimensions are 0.60 m × 0.26 m (width×height). The laminate components, glue and manufacturing technology of the validation segment are the same as for the composite footbridge. The study develops a methodology for numerical modelling and simulation by the Finite Element Method of box composite girders formed as two composite shells glued together. The methodology is developed in reference to the validation segment which is subjected to the 3-point bending test with shear. Experimental validation of the modelling and simulation was carried out for the basic case of new laminates at 20°C. FE computer code MSC.Marc 2010 was used for the numerical modelling and simulation.

PL

Przedmiotem badań eksperymentalnych i numerycznych jest belka kompozytowa o przekroju skrzynkowym, zwana segmentem walidacyjnym, składająca się z dwóch sklejonych ze sobą powłok kompozytowych winyloestrowo-szklanych. Powłoka górna ma przekrój kapeluszowy, a powłoka dolna jest płaska. Powłoki są sklejone ze sobą na dwóch poziomych pasach kontaktu. Segment walidacyjny odwzorowuje środkową część przekroju poprzecznego i podłużnego konstrukcji nośnej kompozytowej skrzynkowej kładki dla pieszych zaprojektowanej przez autorów. Wymiary przekroju poprzecznego oraz liczba warstw tkanin w laminatach segmentu walidacyjnego są dwukrotnie mniejsze w porównaniu z konstrukcją nośną kładki. Ponadto, segment belkowy obrócono o 180° w porównaniu z kładką. Długość segmentu wynosi 2,35 m, a wymiary gabarytowe przekroju poprzecznego są równe 0,60 m × 0,26 m (szerokość × wysokość). Komponenty laminatów, klej oraz technologia wytwarzania segmentu walidacyjnego są takie same jak w przypadku kładki kompozytowej. Opracowano metodykę modelowania numerycznego i symulacji z wykorzystaniem metody elementów skończonych belek kompozytowych w formie dwóch sklejonych ze sobą powłok kompozytowych. Metodyka została opracowana w odniesieniu do segmentu walidacyjnego poddanego trójpunktowemu zginaniu ze ścinaniem. Walidację eksperymentalną modelowania i symulacji przeprowadzono w podstawowym przypadku laminatów nowych w temperaturze 20°C. Do numerycznego modelowania i symulacji zastosowano kod elementów skończonych MSC.Marc 2010.

5

Load capacity and serviceability conditions for footbridges made of fibre-reinforced polymer laminates

Chróścielewski J., Klasztorny M., Nycz D., Sobczyk B.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2014

|

Vol. 13, no. 3

189--202

PL

W pracy sformułowano warunki nośności i użytkowalności do zastosowania w projektowaniu kładek wykonanych z laminatów polimerowych wzmocnionych włóknami (FRP). Warunek nośności bazuje na normie projektowania kompozytowych zbiorników ciśnieniowych naziemnych oraz na kryterium Tsai-Wu inicjacji niszczenia laminatów polimerowych wzmocnionych włóknem. Warunki użytkowalności sformułowano ze względu na ugięcia pionowe oraz ze względu na częstotliwości drgań swobodnych kładki kompozytowej. Sformułowano procedurę projektowania kładek kompozytowych, obejmującą projektowanie wstępne oraz projektowanie techniczne. Procedurę tę zilustrowano w odniesieniu do kładki z laminatu winyloestrowo-szklanego, o temperaturze ugięcia cieplnego 90°C i trwałości 50 lat. Warunek użytkowalności ze względu na ugięcia zaproponowano analogiczny, jak w projektowaniu kładek stalowych. W celu zapewnienia komfortu pieszych, zaproponowano drugi warunek użytkowalności nałożony na podstawową częstotliwość drgań swobodnych kładki nieobciążonej oraz kładki z dodatkową masą rozłożoną z intensywnością 70 kg/m2, odwzorowującą umiarkowane obciążenie tłumem pieszych.

EN

The contribution is focused on derivation of the Ultimate Limit State (ULS) and Serviceability Limit State (SLS) design criteria for footbridges built of fibre-reinforced polymer matrix (FRP) laminates. The ULS design criterion is based on the design guidelines for above-ground, pressure, FRP composite tanks and the Tsai-Wu failure criterion, which is used to predict the onset of FRP laminates damage. The SLS criterion is based on vertical deflections and natural frequencies limitations of the analysed FRP footbridge. As a part of the research, a special design procedure is established for FRP footbridges design process, covering both the preliminary and detailed engineering calculations. As an illustrative example, the procedure is applied to glass-fibre reinforced vinylester laminate with 90°C heat deflection temperature and 50-year service life. A deflection-based serviceability limit state criterion is established using the same approach as that currently used in the design of steel footbridges. Moreover, the second serviceability limit state criterion is proposed. It limits the range of possible fundamental natural frequency of footbridge without any load and loaded with an additional mass 70 kg/m2 applied to simulate load created by moderate pedestrian traffic.

6

Effect of cross-section geometry on load capacity of single-wave composite segment

Klasztorny M., Nycz D.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 1

40-46

EN

The study examines a shell segment made of glass-polyester layered composites with fabric- or mat-reinforced layers. The segment is a single-wave, single-shell, and simply supported one, with a span, whose initial geometry and ply sequences were patterned after the cover segments of a selected rectangular tank in a sewage treatment plant in Germany. The aim of the study is multi-criteria quasi-optimization of the cross-section shape of the shell of the segment with flat flanges, with fixed, overall dimensions and ply sequences. The segment is subjected to a static three-point bending test with kinematic excitation. The optimization criteria are as follows: maximum load capacity of the segment, minimum weight of the segment, technological feasibility, and architectural effect. Numerical models of the segments with specified geometry of the cross-section (6 objects in total) were built using the Altair HyperMesh 11.0 system (finite element mesh) and MSC.Marc / Mentat 2010 (analysis set). The geometries were earlier prepared in the Generative Shape Design Catia v5r19 module. The numerical calculations (simulations) were performed using the MSC.Marc 2010 solver for non-linear analyses. The methodology for modelling and simulation of the composite shells, developed in the authors' previous papers, has been applied.

PL

W pracy rozpatrzono segment powłokowy wykonany z kompozytów warstwowych poliestrowo-szklanych mieszanych (warstwy wzmocnione tkaniną lub matą). Segment jest jednofalowy, jednopowłokowy, swobodnie podparty, o rozpiętości, geometrii wyjściowej i sekwencji warstw wzorowanej na przekryciu wybranego zbiornika oczyszczalni ścieków. Celem pracy jest wielokryterialna quasi-optymalizacja kształtu przekroju poprzecznego powłoki segmentu z płaskimi kołnierzami przy ustalonych wymiarach gabarytowych oraz sekwencjach warstw. Segment poddany jest próbie zginania statycznego trójpunktowego przy wymuszeniu kinematycznym. Kryteria optymalizacji są następujące: maksymalna nośność segmentu, minimalna masa segmentu, wykonalność pod względem technologicznym, efekt architektoniczny. Modele numeryczne segmentów o specyfikowanej geometrii przekroju poprzecznego (łącznie 6 obiektów) zbudowano przy użyciu systemu Altair HyperMesh 11.0 (siatka elementów skończonych) oraz systemu MSC.Marc / Mentat 2010 (opcje analizy). Geometrię segmentów przygotowano w module Generative Shape Design Catia v5r19. Obliczenia numeryczne (symulacje) wykonano za pomocą solwera analiz nieliniowych w systemie MSC.Marc 2010. Zastosowano metodykę modelowania i symulacji powłok kompozytowych opracowaną w poprzednich pracach autorów. Metodyka quasi-optymalizacji kształtu przekroju poprzecznego fali segmentu przekrycia kompozytowego, rozwinięta w niniejszej pracy, pozwala na relatywnie łatwe i szybkie wyznaczenie kształtu quasi-optymalnego. Jest to przekrój pośredni między półokręgiem a trójkątem równoramiennym, któremu odpowiada wartość zmiennej decyzyjnej h = 0,5R. Proponowany przekrój quasi-optymalny jest estetyczny i atrakcyjny pod względem architektonicznym, łatwy do realizacji technologicznej, mający nośność prawie dwukrotnie wyższą niż nośność segmentu bazowego i masę mniejszą o około 17% w porównaniu z segmentem bazowym. Przekrój ten może być zastosowany również w przypadku segmentów wielofalowych wykorzystywanych w przekryciach kompozytowych zbiorników prostopadłościennych.

7

Badania eksperymentalne i modelowanie piany aluminiowej alporas

Klasztorny M., Małachowski J., Dziewulski P., Nycz D., Gotowicki P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 12, nr 43

97-112

PL

Przedmiotem badań eksperymentalnych i modelowania numerycznego jest piana ze stopu aluminium, o porach zamkniętych (nazwa handlowa Alporas), o gęstości 0.22 g/cm3 i kompozycji Al + 1,5 procent Ca + 1,5 procent Ti. Na podstawie danych literaturowych przyjęto, że piana jest izotropowa po homogenizacji. Przeprowadzono próby wytrzymałościowe ściskania jednokierunkowego, rozciągania jednokierunkowego oraz ścinania w płaszczyźnie prostopadłej do arkusza piany. Pianę po homogenizacji opisano modelem materiałowym MAT 026 w systemie LS-Dyna. Do walidacji eksperymentalnej modelowania numerycznego procesów quasi-statycznych w elementach z piany Alporas zaproponowano próbę ściskania jednokierunkowego statycznego pod kątem 20 ° do osi próbki sześciennej (jednoczesne ściskanie, ścinanie i zginanie). Wyznaczono wartość współczynnika proporcjonalności (wymaganego w przypadku modelu MAT 026) krzywej ścinania w funkcji odkształcenia objętościowego do krzywej ściskania również w funkcji odkształcenia objętościowego, przy której uzyskano zgodność symulacji z eksperymentem.

EN

The study presents the experimental investigations and numerical modelling of closed-cell aluminium alloy foam (trade name Alporas), with 0.22 g/cm3 density and structural composition Al + 1,5 per cent Ca + 1,5per cent Ti. The considerations are under assumption of homogenization and isotropy of the foam material. Three basic strength tests have been conducted, i.e. the unidirectional compressive test, the unidirectional tensile test, the shear test in the piane perpendicular to the foam sheet. The homogenized foam has been described with MAT 26 material model implemented in FE code LS-Dyna. In order to validate experimentally numerical modelling of quasi-static processes in elements made of Alporas foam the unidirectional compressive static test at 20 ° angle with respect to the specimen axis (simultaneous compression, shear and bending) is proposed. The coefficient expressing proportionality of the shear curve vs. volumetric strain to the compression curve vs. volumetric strain has been determined, at which the simulation and the experiment are in good conformity.

8

Static experimental testing of U-type composite segments energy absorption

Gotowicki P., Klasztorny M., Małachowski J., Nycz D., Baranowski P.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 3

186-192

EN

The paper presents the static experimental testing of U-type (channel section) composite segments energy absorption. The segments have the overall dimensions b × h = 100 × 80 mm, rounded corners and damage initiators at their edges. The segments have been made in nine variants with respect to stacking sequence and laminate thickness. The matrix constitutes Polimal 104 N-1 P/p-503 polyester resin, i.e. elasticized and incombustible Polimal 104 resin produced by Organika-Sarzyna Co., Poland. Three types of stitched E-glass fabrics produced by Owens Corning Co., USA were used as reinforcement, i.e. D-610 (Weft 90°, uniaxial fabric [90], 607 g/m2), CD-600 (Biaxial, fabric [0/90], 610 g/m2), and CDDB-1200 (Quadriaxial, fabric [0/45/90/-45], 1213 g/m2). Static experimental tests were performed on a SATEC 1200 testing machine, with pressure force and punch displacement under registration (kinematic excitation at 2mm/min velocity). The failure processes were recorded using a PHANTOM v12 video camera. The tests were performed on segments of 400 mm or 200 mm length due to laminate thickness, using a problem-oriented test stand in which 5 composite panels were placed in parallel. The static testing of U-type segments energy absorption focussed on the quasi-optimal stacking sequence and thickness selection. In order to perform such investigations, the following optimization criteria were adopted: 1) failure level with respect to the following mechanisms: progressive crash, delamination failure, buckling failure, catastrophic failure; 2) maximum relative energy absorption. The tests performed for subsequent segment types have been illustrated with compression force vs. punch displacement curves. The figures showing segment failure mechanisms at selected positions of the punch are presented as well. The maximum values of compression force initiating the failure processes, absorbed energy and absorbed relative energy values are set up, with an estimation of the parallel failure mechanisms level. The energy values are calculated for punch displacements belonging to the interval 0÷50 mm. For further dynamic research, U/LE3 segments with a 8xD-610 stacking sequence and [90]8 ply angles have been chosen as the authors' preferred solution. These segments are characterized by the highest relative energy absorption, dominant progressive crash and F-s failure curve adjusted to a typical blast pressure impulse.

PL

Przeprowadzono badania eksperymentalne statyczne energochłonności segmentów kompozytowych typu U (przekrój ceowy) o wymiarach gabarytowych przekroju poprzecznego mm, z wyokrągleniami w narożach oraz inicjatorami niszczenia na krawędziach. Segmenty wykonano w dziewięciu wariantach ze względu na sekwencję ułożenia warstw i grubość laminatu. Osnowa jest żywicą poliestrową Polimal 104 N-1 P/p-503 (uelastyczniona i uniepalnieniona żywica Polimal 104; producent Organika-Sarzyna). Zastosowano trzy warianty wzmocnień w postaci tkanin szklanych zszywanych (szkło E) produkowanych przez firmę Owens Corning (USA): D-610 (Weft 90°, tkanina jednokierunkowa [90], 607 g/m2), CD-600 (Biaxial, tkanina dwukierunkowa [0/90], 610 g/m2), CDDB-1200 (Quadriaxial, tkanina czterokierunkowa [0/45/90/-45], 1213 g/m2). Przeprowadzono badania statyczne energochłonności na maszynie wytrzymałościowej SATEC 1200, rejestrując siłę nacisku oraz przemieszczenie stempla obciążającego (wymuszenie kinematyczne). Prędkość przesuwu stempla maszyny wytrzymałościowej wynosiła 2 mm/min. Procesy niszczenia rejestrowano z użyciem kamery FANTOM v12. Próby przeprowadzono na segmentach o długości 400 lub 200 mm w zależności od grubości laminatu. Badania przeprowadzono na stanowisku opracowanym przez zespół autorski. W bloku stanowiskowym układa się równolegle 5 paneli. Badania statyczne energochłonności segmentów kompozytowych typu U ukierunkowano na wybór quasi-optymalnej sekwencji warstw i grubości laminatu. Przyjęto następujące kryteria optymalizacyjne: 1) poziom niszczenia według następujących mechanizmów: niszczenie progresywne, niszczenie delaminacyjne, niszczenie przez wyboczenie, niszczenie katastroficzne, 2) maksymalna energochłonność właściwa. Przedstawiono przebiegi eksperymentalne siły ściskającej w funkcji przemieszczenia stempla maszyny wytrzymałościowej dla poszczególnych typów segmentów oraz zdjęcia z próby ściskania wybranych segmentów, ilustrujące mechanizmy niszczenia. Zestawiono wartości maksymalnej siły ściskającej inicjującej niszczenie, wartość energii absorbowanej oraz energii absorbowanej właściwej. Energię obliczono dla przemieszczeń stempla w przedziale 0÷50 mm. Określono poziomy działania poszczególnych mechanizmów niszczenia. Rozwiązaniem preferowanym do dalszych badań dynamicznych są segmenty typu U/LE3 o sekwencji warstw 8 x D-610 i kątach ułożenia [90]8. Segmenty te charakteryzuje najwyższa energochłonność właściwa, dominujące niszczenie progresywne oraz krzywa niszczenia F-s dopasowana do impulsu ciśnienia wywołanego wybuchem.

9

Numerical modelling and simulation of RN-B composite joint tensile test and experimental validation

Klasztorny M., Bondyra A., Romanowski R., Nycz D., Gotowicki P.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 3

198-204

EN

The study develops the numerical modelling of a single rivetnut-bolt single-lap joint (RN-B) with in-plane and out-of-plane technological clearances, applied to joining longitudinal flanges of glass-polyester composite segments of tank covers. 3D modelling has been developed to simulate the RN-B joint tensile test aimed at determining the translational stiffness coefficients of the joint. Next, approximate 2D modelling of the RN-B joint tensile test has been developed using the translational stiffness coefficients (from 3D modelling and simulation), selected shell elements and the bushing-type bar element. The experimental validation test related to the RN-B joint tensile test has been examined up to full loss of load capacity. It has been proved that the translational stiffness coefficients in the elastic range (before joint failure) can be predicted correctly for a 3D joint model. The predicted stiffness coefficients can be applied in 2D modelling for the connections of shell segment flanges having the same stacking sequence of laminas. This approach is useful in engineering calculations and the design of glass-polyester laminate tank covers.

PL

W pracy rozwinięto modelowanie numeryczne pojedynczego złącza jednozakładkowego nitonakrętka - śruba (NN-S) z luzami technologicznymi w płaszczyźnie złącza i prostopadle do płaszczyzny złącza, stosowanego do łączenia wzdłużnych kołnierzy segmentów kompozytowych poliestrowo-szklanych przekryć zbiorników. Opracowano modelowanie 3D do symulacji próby rozciągania złącza NN-S w celu określenia sztywności translacyjnych złącza. Następnie opracowano modelowanie uproszczone 2D złącza NN-S z wykorzystaniem wymienionych sztywności, elementów powłokowych i elementu prętowego typu bushing. Przeprowadzono test eksperymentalny walidacyjny rozciągania badanego złącza aż do całkowitej utraty nośności. Wykazano, że sztywności translacyjne złącza NN-S w zakresie sprężystym (przed zniszczeniem złącza) można poprawnie prognozować z modelu 3D, a następnie stosować je w modelowaniu 2D połączeń kołnierzy o analogicznej sekwencji warstw 2D powłokowych modeli segmentów przekryć kompozytowych poliestrowo-szklanych.

10

Numerical modelling and simulation of composite segment bending test and experimental validation

Nycz D., Bondyra A., Klasztorny M., Gotowicki P.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 2

126-131

EN

The three-point bending test has been performed for a single-wave glass-polyester laminate segment. The geometry and stacking sequence of the segment is modelled on a selected composite tank cover. The main purpose of the study is to develop numerical modelling and simulation methodology for such a test using FE code MSC.Marc/Mentat as well as to perform experimental validation. The segment was manufactured in ROMA Ltd., Grabowic, Poland and made of a glass-polyester mixed laminate with a (CSM450/STR600)4/CSM450 stacking sequence, using contact technology. The elastic and strength constants of the laminas have been derived experimentally on standard specimens cut from homogeneous laminates M (5xCSM450) and F (4xSTR600). The laminate components constitute: Polimal 104 polyester resin (matrix; produced by Organika-Sarzyna Co., Poland), E-glass mat and E-glass 1/1 plain weave fabric (reinforcement; produced by KROSGLASS Co., Poland). The numerical tests include the application of six selected shell finite elements, which accept layered composite material declaration, available in the MSC.Marc FE library. Simulated pressure force - punch displacement diagrams are presented against the respective experimental results. It has been pointed out that Element_75 (Bilinear Thick Shell) gives the results closest to reality, both qualitatively and quantitatively. A set of options/values of numerical modelling and simulation parameters elaborated by the authors' team in earlier papers has been applied. Index failures contours related to subsequent laminas are recommended for the design of shell segments of laminate covers of tanks and canals.

PL

Przeprowadzono próbę zginania "trójpunktowego" segmentu jednofalowego wykonanego z laminatu poliestrowo-szklanego, o geometrii i strukturze wzorowanej na wybranym przekryciu kompozytowym zbiornika. Celem pracy jest opracowanie metodyki modelowania numerycznego i symulacji takiej próby w środowisku obliczeń inżynierskich MSC.Marc/Mentat oraz walidacja eksperymentalna. Segment wytworzono w przedsiębiorstwie ROMA Sp. z o.o. z laminatu mieszanego o sekwencji warstw nośnych (CSM450/STR600)4/CSM450. Stałe sprężystości i wytrzymałości lamin wyznaczono na próbkach wytworzonych z laminatów jednorodnych M (5xCSM450), F (4xSTR600). Komponenty laminatów są następujące: żywica poliestrowa Polimal 104 (osnowa; producent Organika-Sarzyna), mata ze szkła E oraz tkanina ze szkła E (wzmocnienie; tkanina o splocie prostym 1/1; producent KROSGLASS Krosno). Przetestowano przydatność sześciu wybranych elementów skończonych z biblioteki elementów w systemie MSC.Marc, dla których możliwa jest deklaracja kompozytu warstwowego. Wyniki symulacji przedstawiono na tle wyników eksperymentalnych. Wykazano, że Element_75 (Bilinear Thick Shell) prowadzi do wyników zgodnych jakościowo i ilościowo z wynikami eksperymentalnymi. W modelowaniu i symulacji zastosowano układ opcji/wartości parametrów modelowania i symulacji wypracowany przez autorów we wcześniejszych pracach. Do projektowania segmentów powłokowych przekryć zarekomendowano mapy indeksów niszczenia poszczególnych warstw laminatu.