hrvatski

Savijanje i uvijanje tankostjenih kompozitnih štapova otvorenog poprečnog presjeka

U ovom radu prikazan je razvoj približne inženjerske teorije kompozitnih tankostjenih štapova otvorenog poprečnog presjeka. Da bi se opisalo ponašanje takvih štapova pri savijanju i uvijanju, postavljen je analitički model na temelju klasične Vlasovljeve teorije. Teorija je dopunjena uzimajući u obzir kutnu deformaciju u srednjoj plohi poprečnog presjeka te ortotropiju materijala. Time je teorija postala primjenjiva i za relativno kratke te kompozitne štapove kod kojih se utjecaj smicanja ne može zanemariti. Uravnoteženi laminati uzeti u analizu simetrični su u odnosu na srednju plohu poprečnog presjeka. Za tankostjene poprečne presjeke s jednom i dvije osi simetrije, postavljeni su analitički izrazi za pomake i srednja normalna naprezanja, u zatvorenom obliku. U razmatranje su uzeti zglobno-oslonjeni te obostrano ukliješteni štapovi, opterećeni jednoliko raspodijeljenim i koncentriranim opterećenjem. U svrhu analize utjecaja smicanja izvedeni su faktori utjecaja smicanja na pomake te faktori utjecaja smicanja na srednja normalna naprezanja. Za relativno kratke štapove pokazano je da smicanje značajno utječe na pomake, ali i na srednje normalno naprezanje. U odnosu na tankostjene izotropne štapove otvorenog presjeka, utjecaj smicanja na pomake i srednja normalna naprezanja je znatno izraženiji kod kompozitnih štapova, jer je omjer između modula elastičnosti i modula smicanja visok kod kompozitnih materijala. Iz usporedbe s rezultatima koje daje metoda konačnih elemenata uočeno je izvrsno slaganje za slučajeve kada su poprečni presjeci sastavljeni od laminata kod kojih su vlakna paralelna s uzdužnom osi štapa, odnosno za slučaj kada su vlakna u laminatu orijentirana pod kutevima 0◦ i 90◦. Za laminate kod kojih su vlakna usmjerena pod kutevima ±α u odnosu na uzdužnu os, dobiveno je vrlo dobro slaganje vrijednosti srednjih normalnih naprezanja, dok se određena odstupanja javljaju kod pomaka. Za različite omjere duljine štapa i visine poprečnog presjeka, na koncu je dana i usporedba rezultata koje daju teorija savijanja tankostjenih kompozitnih štapova otvorenog poprečnog presjeka, s rezultatima drugih istraživača preuzetih iz dostupne literature.

Kompozitni tankostjeni štap; Otvoreni poprečni presjek; Laminat; Faktor utjecaja smicanja

nije evidentirano