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.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this contribution, an overview over a numerical scheme for the crack modelling of spruce wood under tensile loading is given. A material model for biaxially stressed spruce wood with consideration of the effect of knots on the strength properties has been developed. A necessary feature of this material model is its ability to treat cracks by means of the so-called smeared crack concept. For this reason the consideration of a so-called characteristic length in the corresponding evolution laws of the strength values is required. The successful implementation in the material model is shown by means of various numerical examples.
PL
W pracy przedstawiono zarys numerycznej metody modelowania pęknięć drewna świerkowego poddanego obciążeniom rozciągającym. Opracowano model materialny drewna świerkowego z naprężeniami dwuosiowymi z uwzględnieniem wpływu sęków na właściwości wytrzymałościowe. Istotną cechą tego modelu jest jego zdolność traktowania pęknięć zgodnie z koncepcją tzw. pęknięcia rozmazanego (smeared crack). Wymaga się w związku z tym, by w odpowiednich prawach ewolucji parametrów wytrzymałościowych brać pod uwagę tzw. długość charakterystyczną. Skuteczne wdrożenie tej koncepcji w prezentowanym modelu materialnym zilustrowano różnorodnymi przykładami numerycznymi.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.