Velike deformacije prostorskih kompozitnih nosilcev z nelinearnim zakonom stika med sloji : doktorsko delo

slovenski

doktorska dela

2020

delaminacija   disertacije   kohezivni model   kompozitni nosilci   nelinearna teorija nosilcev   numerični primeri   preizkušanje

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
(Obvezni izvod spletne publikacije)

V doktorskem delu je predstavljena formulacija končnih elementov za analizo prostorskih in ravninskih slojevitih nosilcev. Zasnovani končni elementi temeljijo na Reissnerjevi geometrijsko točni teoriji, s katero modeliramo posamezne lamele. S kvaternionsko parametrizacijo rotacij se izognemo singularnim točkam, s predpostavko o konstantnih deformacijah vzdolž posameznega končnega elementa potrebi po uporabi interpolacije, z določitvijo deformacijskih veličin za primarne spremenljivke pa efektu strižnega blokiranja. Robusten, prilagodljiv in matematično konsistenten računski model vključuje tudi porazdeljen sistem nelinearnih vzmeti za opis povezave med plastmi. Ker lahko vmesne zveze opišemo s poljubno funkcijo togosti vzmeti, je model sposoben upoštevati različne fizikalne pojave, kot so trenje med plastmi, stiki, kohezivne sile, itn. Natančni preizkusi na debelem polnem nosilcu, debelem delno delaminiranem nosilcu, strižnem testu prekrivnega spoja tankih nosilcev in kompozitu filma in substrata kažejo na učinkovitost in vsestranskost predlaganega numeričnega postopka. Primerjava naših rezultatov z rezultati iz literature in komercialnih programov za analizo končnih elementov kaže prednosti predlagane formulacije, zlasti kadar je struktura podvržena večjim strižnim deformacijam. To izhaja iz dejstva, da naš model zagotavlja matematično konsistenten postopek iterativnega posodabljanja vseh količin, ki opisujejo nosilec.

15.05.2023