|
Celem pracy było przeprowadzenie analizy numerycznej i doświadczalnej stanu krytycznego
ściskanej kompozytowej cienkościennej struktury, o otwartym przekroju omegowym. Dodatkowy
cel pracy stanowił określenie stopnia zbieżności wyników obciążenia krytycznego uzyskanego
drogą doświadczalną i numeryczną.
Badana struktura stanowiła kompozyt węglowo epoksydowy, składający się z 8 warstw.
Struktura charakteryzowała się symetrycznym układem warstw laminatu o konfiguracji
[45/-45/90/0] s. W ramach pracy zajęto się realizacją badań doświadczalnych na uniwersalnej
maszynie wytrzymałościowej, w ramach czego zrealizowano badanie stanu krytycznego. Z uwagi
na brak możliwości bezpośredniego określenia siły krytycznej podczas wykonywanego
eksperymentu, wspomagano się znanymi metodami aproksymacyjnymi, które na podstawie
otrzymanych charakterystyk pracy struktury, pozwoliły na oszacowanie przybliżonych wartości
obciążeń krytycznych.
W tym celu wykorzystano dwie metody aproksymacyjne, metodę Koiter’a w ramach której
uzyskano wynik siły krytycznej, poprzez aproksymację pierwotnej charakterystyki wielomianem
drugiego stopnia. W odniesieniu do metody P-w 2 aproksymacji dokonano za pomocą funkcji
liniowej, dzięki czemu oszacowano przybliżoną wartość obciążenia krytycznego. W ramach badań
numerycznych wartość siły krytycznej wyznaczono korzystając z rozwiązania liniowego
zagadnienia własnego, w oparciu o kryterium minimum energii potencjalnej układu.
Wynik obciążenia krytycznego uzyskany drogą doświadczalną w przypadku metody Koiter’a
wynosi 9260,6 N natomiast w odniesieniu do metody P-w 210177 N. Siła krytyczna otrzymana
drogą obliczeń numerycznych wynosi 9108,5 N.
Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano wysoką zbieżność wyników eksperymentalnych
i numerycznych oraz wykazano, że istnieją metody aproksymacyjne dające lepsze i gorsze wartości
poszukiwanych parametrów.
|
|
The aim of the study was carry out of numerical and experimental analysis of critical state of
compression of the composite thin-walled structure, with open omega cross-section. An additional
aim of the study was the determination of the degree of convergence of the results of the critical
load obtained by experimental and numerical analysis.
The specimen were made of a carbon epoxy composite, consisting of 8 layers. The analyzed profile was characterized by a symmetrical arrangement of layers of laminate configuration [45/-45/90/0]s. As part of the work carried out the implementation of experimental studies on a universal testing
machine, within which the study was carried out critical state. Due to the lack of possibility of
direct determination of critical force during the experiment performed, uses known approximation
methods, that on the basis of the characteristics of work the structure, is allowed to estimate the
approximate value of critical load.
For this purpose, were used two approximation methods, Koiter's method allowed to get result
of critical force on the basis of the original characteristic, through the approximation of function of
polynomial of the second degree. As to the method P-w 2 , approximation process were performed
using the linear function, in order to estimated approximate value of the critical load. In the study,
the numeric value of the critical force, was determined by using the linear eigenvalue problem
solution, on the basis of the criterion of minimum potential energy.
The result of critical load obtained by experimental way, in the case of the Koiter’s method was
equals 9260,6 N, while for the method P-w 210177 N. Critical force obtained by numerical
calculation is equals 9108,5 N. Based on the survey demonstrated a high convergence of experimental and numerical results, and shown that there are approximation methods providing better and worse value of the sought parameters.
|
