Doprinos kriterijima čvrstoće složenih ortotropnih materijala

Vnučec, Zdravko (1998) Doprinos kriterijima čvrstoće složenih ortotropnih materijala. = Contribution to strength theories of the laminated composite orthotropic materials. Doctoral thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Alfirević, Ivo.

Full text not available from this repository.

Abstract (Croatian)

Proučavanje svojstava i primjene kompozitnih anizotropnih materijala u središtu je pozornosti mnogih znanstvenika i stručnjaka koji se bave razvojem novih materijala. U okviru ove disertacije izvršena je analiza loma modela izrađenih iz dva različita složena ortotropna materijala i predložen pristup konstruiranju elemenata s koncentracijom naprezanja. Na temelju literaturnih podloga dan je iscrpan pregled elastičnih i mehaničkih svojstava kompozitnih ortotropnih materijala, te postojećih kriterija tečenja odnosno loma ortotropnih laminata. Uspoređene su neke od postojećih teorija čvrstoće i njihova primjenjivost na određivanje Loma elemenata konstrukcija s velikom koncentracijom naprezanja. Eksperimentalno je utvrđena raspodjela naprezanja u dvije skupine modela s eliptičnim otvorom, izrađenim iz dva različita ortotropna materijala. Pri tome glavna os elipse čini s uzdužnom osi modela (os ortotropije svojstava materijala) kutove od 0°, 30°, 45°, 60° i 90°. Modeli su opterećivani na rastezanje i čisto savijanje u ravnini modela. Primijenjena je metoda fotoelastične obloge. Određeni su teorijski faktori koncentracije naprezanja za sve slučajeve opterećenja te za oba ortotropna materijala. Na temelju toga definirani su reducirani faktori koncentracije naprezanja za osno opterećenje i čisto savijanje u ravnini modela. Rezultati su uspoređeni s onima kod ispitivanja modela jednakih dimenzija iz izotropnog materijala. Rezultati ispitivanja na modelima uspoređeni su s rezultatima numeričkog izračunavanja dobivenim metodom konačnih elemenata. U cilju potvrde postavljene hipoteze_rada, dva su modela iz materijala A (angle-ply laminat) i jedan iz materijala B (cross-ply laminat) opterećivani rastezanjem do loma. \Na dijagramima rastezanja F = f (Al) uočava se približno linearni odnos sile o produljenju od početka do Loma modela. Mjesta početka loma na konturi eliptičnog otvora dobro se slažu s točkama određenim ispitivanjem na modelima i proračunom MKE, što potvrđuje postavljenu hipotezu loma elemenata iz ortotropnih materijala. Stoga se očekuje da ce se dani rezultati s uspjehom moći primijeniti u praksi na elementima konstrukcija kod kojih se pojavljuje koncentracija naprezanja, kako kod kompozitnih laminatnih materijala tako i kod izotropnih materijala.

Abstract

Investigation into the properties and application of composite anisotropic materials is in the centre of interest of many experts and scientists engaged in the developing of new materials. As part of this dissertation, fracture analysis of the models made of two different laminated composite orthotropic materials has been made. An approach to design elements with stress concentration has also been proposed. On the basis of the references an extensive review of elastic and mechanical properties of composite orthotropic materials is given. In addition, the existing yield strength criteria i.e. the orthotropic laminates fracture criteria are also provided. Some of the existing strength theories are compared as well as their applicability to determing the fracture of structural elements with great stress concentration. Stress distribution is experimentally determined in two groups of models with elliptical hole, made of two different orthotropic materials, the ellipse main axis closing the angles of 0°, 30°, 45°, 60° and 90° with the model longitudinal axis (the orthotropic properties of material axis). Models have been loaded to tensile and pure bending in the model plane. Method of photoelastic coatings were used. The stress concentration theoretical factors for all loading cases and for both orthotropic materials were defined. Based on this, the stress concentration reduced factors were defined for axis loading and for pure bending in the model plane. The results were compared to those obtained in the testing of models with identical dimensions from isotropic material. The results ofexperiments were compared with the results of numerical calculations obtained by the finite elements method. To confirm the hypothesis of this study, two models from material A (angle-ply composite laminae) and one model from material B (cross-ply composite laminae) were stretched to fracture. At the stretching diagrams F = f(Al) linear dependence force-elongation could be noticed from the beginning to the fracture of the model. The fracture beginning points at elliptical hole conform well with the points determined by testing and FEM calculations, which confirms the proposed hypothesis of fracture of the elements made of orthotropic materials. Therefore it is expected that the obtained results might be successfully applied in practice on structural elements with stress concentration, made either of composite laminated materials or of isc t topic materials.

Item Type: Thesis (Doctoral thesis)
Uncontrolled Keywords: kompozitni ortotropni materijali; elastična i mehanička svojstva ortotropnog tijela; teorije čvrstoće; mehanika loma; fotoelasticimetrija; metoda konačnih elemenata; faktori koncentracije naprezanja; rastezanje; čisto savijanj
Divisions: 200 Department of Engineering Mechanics > 210 Chair of Mechanics and Strength of Materials
Date Deposited: 22 Sep 2014 18:00
Last Modified: 16 Oct 2015 13:20
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/93

Actions (login required)

View Item View Item

Nema podataka za dohvacanje citata