Static and dynamic interactive buckling of composite columns.

Abstract

The static and dynamic problem of interaction of global buckling modes in compressed columns with complex open and closed cross-sections was considered in the paper. The columns made of laminate composites were assumed to be simply supported at both loaded ends. A plate model was adopted in the analysis. The equations of motion of individual pla- tes (Schokker et al., 1996; Sridharan and Benito, 1984) were obtained from Hamilton’s Principle, taking into account all components of iner- tia forces (Teter and Kołakowski, 2005). Within the frame of the first order nonlinear approximation, the dynamic problem of modal interac- tive buckling was solved by the transition matrix using a perturbation method. Distortions of cross-sections and the shear-lag phenomenon were taken into consideration in the problem solution. A modification of the quasi-bifurcation dynamic Kleiber-Kotula-Saran criterion (Kleiber et al., 1987) was proposed. A comparison of the proposed modification to the Budiansky-Hutchinson criterion (Budiansky and Hutchinson, 1966; Hutchinson and Budiansky, 1966) was presented for a rectangular pulse loading.

W pracy rozpatrzono zagadnienie statycznej i dynamicznej interakcji globalnych postaci wyboczenia ściskanych słupów o złożonych otwartych i zamkniętych przekrojach poprzecznych. Założono, że cienkościenne słupy wykonane z kompozytów są przegubowo podparte na obu końcach. Przyjęto płytowy model słupa. Równania ruchu pojedynczej płyty (Schokker et al., 1996; Sridharan i Benito, 1984) otrzymano z zasady Hamiltona, uwzględniając wszystkie składowe sił bezwładności (Teter i Kołakowski, 2005). Zagadnienie dynamicznego modalnego interakcyjnego wyboczenia rozwiązano metodą macierzy przejścia, wykorzystując metodę perturbacyjną w ramach pierwszego rzędu nieliniowego przybliżenia. W rozwiązaniu uwzględniono dystorsje przekrojów poprzecznych słupów oraz zjawisko shear lag. Zastosowano zmodyfikowane quasi-bifurkacyjne dynamiczne kryterium Kleibera-Kotuli-Sarana (Kleiber et al., 1987). Przeprowadzono porównanie wyników otrzymanych w ramach proponowanego zmodyfikowanego kryterium z kryterium Budiansky’ego-Hutchinsona (Budiansky i Hutchinson, 1966; Hutchinson i Budiansky, 1966) dla impulsowego obciążenia o kształcie prostokątnym.