A study of failure analysis of composite profile with open cross-section under axial compression
Artykuł w czasopiśmie
MNiSW
11
Lista B
| Status: | |
| Warianty tytułu: |
Analiza zniszczenia kompozytowego profilu o przekroju otwartym poddanego osiowemu ściskaniu
|
| Autorzy: | Różyło Patryk |
| Dyscypliny: | |
| Aby zobaczyć szczegóły należy się zalogować. | |
| Rok wydania: | 2018 |
| Wersja dokumentu: | Drukowana | Elektroniczna |
| Język: | angielski |
| Numer czasopisma: | 4 |
| Wolumen/Tom: | 18 |
| Strony: | 210 - 216 |
| Bazy: | BazTech | Index copernicus |
| Efekt badań statutowych | NIE |
| Materiał konferencyjny: | NIE |
| Publikacja OA: | TAK |
| Licencja: | |
| Sposób udostępnienia: | Witryna wydawcy |
| Wersja tekstu: | Ostateczna wersja opublikowana |
| Czas opublikowania: | W momencie opublikowania |
| Data opublikowania w OA: | 9 października 2018 |
| Abstrakty: | polski | angielski |
| Praca dotyczy numeryczno-doświadczalnego badania nośności cienkościennych struktur kompozytowych o omegowym kształcie przekroju poprzecznego poddanych osiowemu ściskaniu. Pr ofile 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 wykorzysta-niem 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 szty-wności elementów skończonych), w oparciu o uprzednio uwzględnione inicjacyjne kryterium zniszczenia Hashina. Otrzymane wyniki symulacji numerycznych wykazywały bardzo wysoką zgodność z prezentowanymi wynikami badań eksperymental-nych, prowadzonych na rzeczywistych strukturach. Wysoka zbieżność wyników świadczy o precyzyjnym przygotowaniu modelu MES. | |
| The paper presents an experimental and numerical study investig ating the load carrying capacity of thin-walled compos- ite 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 univer- sal testing machine - Zwick Z100, under full load conditions until total fai lure of the structure. The post-critical equilibrium paths of the construction were determined, defining the relations hip between compressive load and deflection and enabling the FE models to be validated. Based on the obtained post-critical equilibriu m paths, the critical load of the construction was determined using well-known approximation methods. Simultaneously, num erical analysis was carried out by the finite ele- ment method using Abaqus ® software. The critical state was determined via linear eigenvalue anal ysis, 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 impe rfection reflecting the first buckling mode of the composite material. The geometrically non-linear problem was solved by the Newton-Raph son method. The load capacity of the compos- te profile in the post-buckling state was determined by the pro gressive failure criterion which estimates damage initiation in the composite material using the Hashin criterion. Progressive failur e analysis is described with the energy criterion describ- ing the stiffness degradation of finite elements. The obtained numerical simulation results showed very high correspondence with the presented experimental results conducted on real s tructures, which confirms the precise preparation of the devel- oped numerical models of the composite structures. |
