Numeryczno-eksperymentalne badania stateczności i stanów pokrytycznych słupów kompozytowych o przekroju ceowym

摘要

Zaprezentowano wyniki analizy cienkościennych słupów kompozytowych, podpartych przegubowo i poddanych ściskaniu osiowemu. Modele słupów wykonano techniką autoklawową. Zastosowanym materiałem był kompozyt o osnowie z żywicy epoksydowej, wzmacniany włóknami węglowymi systemu HexPly M12 (Hexcel). Badania eksperymentalne prowadzono w pełnym zakresie obciążenia konstrukcji, rejestrowano odkształcenia (za pomocą tensometrów oporowych) oraz ugięcia (za pomocą czujnika laserowego) w miejscach maksymalnych przemieszczeń środnika lub ramienia profilu ceowego. Dodatkowo, w celu określenia momentu inicjacji zniszczenia materiału kompozytowego, zastosowano metodę emisji akustycznej. Równolegle prowadzono obliczenia numeryczne metodą elementów skończonych (MES) - w programie ABAQUS~®. Do oceny stopnia wytężenia kompozytu wykorzystano kryterium tensorowe Tsai-Wu. Wyniki obliczeń konfrontowano z wynikami badań eksperymentalnych, aby zweryfikować opracowane modele numeryczne.%The paper presents the results of investigation to thin-walled composite material columns when supported at the bottom by a hinge and subjected to axial compression. Models of the columns were made by means of autoclave technique. The material used was a composite with an epoxy resin warp reinforced with carbon fibers HexPly M12 system (Hexcel). Experimental studies were carried out over full loading range of the structure with checks of deformation or deflexion (by strain gauge resistance or by means of laser sensor respectively) in the points of maximum deflexion of the web or flange. In addition, in order to determine the moment of initiation of destruction of the composite material, Acoustic Emission Method was used. Simultaneously, numerical calculations were conducted by using finite element method. To assess degree of the composite material effort, Tsai-Wu tensor criterion was used. Results of the calculations were compared with the experiment results, to verify the developed numerical models. Applied for numerical analysis work was ABAQUS~® program.