W niniejszej pracy autor skoncentrował się na opisie zagadnienia stateczności i fazy zniszczenia cienkościennych kompozytowych słupów o przekrojach ceowych i omegowych w warunkach ściskania osiowego. Analizę powyższych zagadnień realizowano w zakresie badań doświadczalnych wykonywanych na rzeczywistych konstrukcjach kompozytowych wytworzonych techniką autoklawową. Badania prowadzono z wykorzystaniem nowoczesnych metod rejestracji parametrów próby umożliwiających analizę stanu krytycznego, pokrytycznego oraz fazy zniszczenia konstrukcji.

Równolegle z badaniami doświadczalnymi prowadzono analizę zagadnienia stateczności i nośności ściskanych słupów kompozytowych metodami obliczeniowymi. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano dwie metody: metodę analityczno-numeryczną (MAN) oraz metodę elementów skończonych (MES). W metodzie analityczno-numerycznej przyjęto płytowy model matematyczny, pozwalający analizować wyboczenie lokalne i globalne cienkościennych słupów o ścianach płaskich, uwzględniający współpracę sąsiadujących ścian słupa. Stan krytyczny opisano, rozwiązując zagadnienie własne. Nieliniowe zagadnienie stateczności opisujące stany pokrytyczne rozwiązano z wykorzystaniem asymptotycznej teorii układów zachowawczych Koitera [213, 438]. Obliczenia numeryczne oparte na metodzie elementów skończonych prowadzono z wykorzystaniem dwóch komercyjnych narzędzi numerycznych – programów Abaqus [1] oraz Ansys [11].

Rozwiązanie zagadnienia stateczności z wykorzystaniem metody elementów skończonych prowadzi się w dwóch etapach. W pierwszym etapie wyznaczane są postacie wyboczenia konstrukcji oraz odpowiadające im wartości obciążenia krytycznego poprzez rozwiązanie zagadnienia własnego. Stany pokrytyczne (etap drugi) są analizowane poprzez nieliniowe obliczenia statyczne prowadzone na modelach z zainicjowaną deformacją pokrytyczną odpowiadającą najniższej postaci wyboczenia. W prowadzonych obliczeniach w celu zaburzenia idealnej geometrii modelu dyskretnego zastosowano imperfekcje geometryczne o wartości odpowiadającej 0,1 grubości ścianki słupa. Do rozwiązania nieliniowego układu równań algebraicznych zastosowano przyrostowo-iteracyjną metodę Newtona-Raphsona(program Abaqus) oraz strategię korekcyjną opartą na kontroli długości łuku w sformułowaniu metody Riksa (program Ansys). Do analizy stopnia wytężenia materiału kompozytowego wykorzystano zaimplementowane w programie Abaqus naprężeniowe kryteria zniszczenia umożliwiające dokonanie ogólnej oceny możliwości wystąpienia uszkodzenia struktury kompozytu. Weryfikację otrzymywanych w wyniku obliczeń deformacji krytycznych, pokrytycznych oraz form zniszczenia badanych struktur, jak również wyznaczonych wartości obciążenia krytycznego i niszczącego dokonywano w oparciu o otrzymane wyniki badań doświadczalnych stanowiących podstawę walidacji opracowanych modeli numerycznych i analityczno-numerycznych. [WPROWADZENIE]

Więcej informacji w Bibliotece Cyfrowej CYBRA