Dysertacje (WM)
Stały URI dla kolekcjihttp://hdl.handle.net/11652/1251
Przeglądaj
Pozycja Badania numeryczne i doświadczalne stateczności i nośności kompozytowych słupów cienkościennych poddanych ściskaniu.(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2013) Dębski, HubertW rozprawie zajmowano się zagadnieniem stateczności i procesu zniszczenia ściskanych cienkościennych słupów kompozytowych o przekrojach otwartych. Do opisu zagadnienia stateczności zastosowano badania doświadczalne prowadzone na rzeczywistych konstrukcjach kompozytowych oraz metody obliczeniowe z wykorzystaniem metody analityczno-numerycznej (MAN) oraz metody elementów skończonych (MES). W ramach badań doświadczalnych na wykonanych techniką autoklawową kompozytowych słupach o przekrojach ceowych i omegowych prowadzono analizę stanu krytycznego, pokrytycznego oraz fazy zniszczenia konstrukcji. Rejestracji wyników badań dokonywano z wykorzystaniem metod tensometrii oporowej, laserowego pomiaru ugięć, szybkiej kamery i metody emisji akustycznej. Dodatkowo prowadzono ocenę jakości wytworzonych struktur kompozytowych z zastosowaniem metod nieniszczących NDT, mikrotomografii rentgenowskiej oraz mikroskopii optycznej. Zastosowane techniki umożliwiały lokalizację wewnętrznych wad wytworzonego materiału (porowatości, delaminacji), jak również identyfikację charakteru zjawiska zniszczenia struktury materiału kompozytowego po przeprowadzonych badaniach niszczących. Badania symulacyjne prowadzono z wykorzystaniem dwóch technik obliczeniowych: metody analityczno-numerycznej oraz metody elementów skończonych. Otrzymano dobrą zgodność jakościową i ilościową wyników obliczeń z wynikami badań doświadczalnych, w szczególności dla stanu krytycznego i pokrytycznego. Potwierdziło to adekwatność opracowanych modeli numerycznych do analizy zagadnienia stateczności badanych konstrukcji kompozytowych. Stan krytyczny opisano, rozwiązując zagadnienie własne. Stany pokrytyczne stanowiące nieliniowe zagadnienie stateczności rozwiązano z wykorzystaniem metody analityczno-numerycznej bazującej na asymptotycznej teorii układów zachowawczych Koitera oraz metody elementów skończonych z wykorzystaniem metody przyrostowo-iteracyjnej Newtona-Raphsona oraz strategii korekcyjnej opartej na kontroli długości łuku w sformułowaniu metody Riksa. Analizę zniszczenia badanych konstrukcji przeprowadzono z wykorzystaniem naprężeniowych kryteriów zniszczenia kompozytu: kryterium maksymalnych naprężeń, kryterium Tsai-Hill’a, kryterium Tsai-Wu oraz kryterium Azzi-Tsai-Hilla. Wykazano jednoznaczność oraz akceptowalną przydatność zastosowanych kryteriów do opisu fazy zniszczenia ściskanych słupów kompozytowych, weryfikując otrzymane wyniki badaniami doświadczalnymi.Na podstawie przeprowadzonych analiz zauważono istotny wpływ układu włókien kompozytu na wartość obciążenia krytycznego i niszczącego. Dotyczy to również otrzymywanych postaci lokalnego wyboczenia ścian słupów, dla których w zależności od zastosowanej konfiguracji kompozytu otrzymywano inne liczby półfal w kierunku wzdłużnym charakteryzujących proces utraty stateczności badanych konstrukcji. Prezentowana praca składa się z jedenastu rozdziałów. Rozdział pierwszy stanowi wprowadzenie w tematykę zagadnienia stateczności oraz zniszczenia cienkościennych struktur kompozytowych. W rozdziale drugim omówiono najważniejsze pozycje literaturowe dotyczące tematyki niniejszej pracy. Najważniejsze cele oraz tezę prezentowanej pracy sformułowano w rozdziale trzecim. Rozdział czwarty zawiera podstawowe równania stateczności oraz właściwości mechaniczne cienkościennych płyt kompozytowych. W rozdziale piątym omówiono wybrane kryteria zniszczenia kompozytów. W rozdziale szóstym przedstawiono metodykę rozwiązania zagadnienia stateczności metodą analityczno-numeryczną (MAN) oraz metodą elementów skończonych (MES). Rozdział siódmy zawiera opis przedmiotu badań, metod wytwarzania i oceny właściwości wytworzonych struktur kompozytowych. W rozdziale ósmym przedstawiono wyniki badan doświadczalnych stanu krytycznego. Rozdział dziewiąty zawiera wyniki analizy analityczno-numerycznej i numerycznej w kontekście wyników badań doświadczalnych. W rozdziale dziesiątym przedstawiono wyniki analizy zniszczenia badanych konstrukcji cienkościennych. Wnioski końcowe pracy zawarto w rozdziale jedenastym.