Orthotropic single-surface plasticity model for spruce wood including the effect of knots.

• Autorzy: Müllner, H.W. , Fleischmann, M. , Eberhardsteiner, J.

Warianty tytułu

PL

Ortotropowy jednopowierzchniowy model plastyczności drewna świerkowego z uwzględnieniem wpływu sęków.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Finite element simulations of structures and structural details require suitable material models. Today there is still a lack of such constitutive material models in timber engineering. Therefore, a perennial research project at the Institute for Mechanics of Materials and Structures at the Vienna University of Technology was performed. In this paper the testing equipment, the experiments, the developed material model and its implemetation in finite element software will be explained. One focus of the mentioned project is the acquisition of the mechanical behaviour of biaxially, obligue to fibre direction loaded spruce wood. This enables a better simulation of multiaxial stress states in real timber structures. The applicability of the implemented constitutive model will be demonstrated by means of a nonlinear finite element analysis of a bone-shaped test specimen.

PL

Analiza konstrukcji i elementów konstrukcyjnych metodą elementów skończonych wymaga użycia odpowiednich modeli materiałowych. W chwili obecnej wciąż brak jest tego typu modeli przydatnych do konstrukcji drewnianych. W Institute for Mechanics of Materials and Structures, Vienna University of Technology prowadzono długookresowy projekt badawczy dotyczący budowy modeli materiałowych. Istotnym punktem wspomnianego projektu było pozyskanie danych o właściwościach mechanicznych drewna świerkowego obciążonego dwuosiowo w kierunku skośnym w stosunku do włókien. Umożliwiło to lepszą symulację stanu naprężeń wieloosiowych w rzeczywistych konstrukcjach drewnianych. W pracy opisano urządzenia pomiarowe, eksperymenty, zaproponowany model materiału i jego implementację w oprogramowaniu metody elementów skończonych. Użyteczność modelu została wykazana przy użyciu nieliniowej analizy elementów skończonych testowej próbki o kształcie kości.

Słowa kluczowe

PL

drewno świerkowe; sęk; testowanie naprężeń dwuosiowych; plastyczność jednopowierzchniowa; symulacja metodą elementów skończonych

EN

spruce wood; knots; biaxial testing; single-surface plasticity; finite element simulation

• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. LII, nr 3
• Strony: 253-265
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Müllner, H.W.

• Institute for Mechanics of Materials and Structures, Vienna University of Technology, Vienna, Austria,

autor

Fleischmann, M.

• Institute for Mechanics of Materials and Structures, Vienna University of Technology, Vienna, Austria

autor

Eberhardsteiner, J.

• Institute for Mechanics of Materials and Structures, Vienna University of Technology, Vienna, Austria,

Bibliografia

• [1] Eberhardsteiner J.: Mechanisches Verhalten von Fichtenholz - Experimentelle Bestimmung der biaxialen Festigkeitseigenschaften. Vienna, Springer, 2002, in German.
• [2] Fleischmann M., Müllner H. W., Eberhardsteiner J.: An Orthotopic Single-Surface Plasticity Model for Spruce Wood under Consideration of Knot Effect. Proceedings of the 21st Danubia-Adria Symposium on Experimental Methods in Solid Mechanics, 2004, pp. 246-247.
• [3] Mackenzie-Helnwein P., Eberhardsteiner J., Mang H. A.: A Multi-Surface Plasticity Model for Clear Wood and its Application to the Finite Element Analysis of Structural Details. Computational Mechanics, 2003, Vol. 31, pp. 204-218.
• [4] Müllner H. W., Mackenzie-Helnwein P., Eberhardsteiner J.: Constitutive Modelling of Clear Spruce Wood under Biaxial Loading by Means of an Orthotropic Single-Surface Model under Consideration of Hardening and Softening Mechanisms. Proceedings of the 2nd International Symposium on Wood Machining, 2004, pp. 83-90.
• [5] Müllner H. W., Mackenzie-Helnwein P., Eberhardsteiner J.: Constitutive Modelling of Biaxially Stressed Wood for the Analysis of Layered Wooden Shells. Proceedings of the 3rd International Conference of the European Society for Wood Mechanics, 2004, pp. 277-284.
• [6] Tsai S. M., Wu E. M.: A General Theory of Strength for Anisotropic Materials. Journal of Composite Materials, 1971, Vol. 5, pp. 58-80.