- Tytuł:
-
Finite element analysis of three-point bending of a T-beam structural biaxial highly oriented polymer material
Analiza metodą elementów skończonych zginania trójpunktowego belki teowej wykonanej z wysoko zorientowanego dwuosiowo materiału polimerowego - Autorzy:
-
Wei, C.-L.
Chang, Y.
Lee, Y.-C.
Lee, R.
Luo, T.-W.
Chen, J.-H. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/946988.pdf
- Data publikacji:
- 2018
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Chemii Przemysłowej
- Tematy:
-
solid phase processing
highly oriented polymer (HOP)
orthotropic materials
T-beam
three-point bending
finite element
proces w fazie stałej
wysoko zorientowany polimer
materiały ortotropowe
belka teowa
zginanie trójpunktowe
elementy skończone - Opis:
-
Polymers with biaxial aligned molecular chains are also orthotropic materials, which are characterized by high tensile strength and low shear strength in the length direction. When orthotropic materials are used as structural shapes with poor shear strength, they are likely to undergo premature failure under shear stress. Therefore, in three-point bending, the cross-section of the entire profile not only bears tensile stress and compressive stress in the length direction, but also simultaneously exhibits shear stress. This study analyzes the distribution of tensile stress, compressive stress and shear stress in the length direction of highly oriented polymers (HOP) by finite element analysis to find the most suitable length-to-height ratio for these materials when used as structural shapes. The finite element analysis software, Abaqus, is utilized to simulate HOP T-beam to analyze the load stress of a T-beam. With a fixed cross–section area, as the length of the material changes, its shear strength also changes. Accordingly, the order of occurrence of tensile failure and shear failure can be investigated. The simulation reveals that when the length-to-height ratio is between 4 : 1 and 20 : 1, a zone of stress in which tensile failure and shear failure occur can be found. This result can be exploited in the design and development of structural beam.
Polimery o dwuosiowo zorientowanych łańcuchach makrocząsteczek są materiałami ortotropowymi, wykazującymi dużą wytrzymałość na rozciąganie oraz niewielką wytrzymałość na ścinanie w kierunku długości. Elementy konstrukcyjne wytworzone z materiału ortotropowego o małej wytrzymałości na ścinanie są podatne na przedwczesne uszkodzenie pod wpływem naprężeń ścinających. Przy zginaniu trójpunktowym w przekroju ich profilu występują zarówno naprężenia rozciągające i ściskające w kierunku podłużnym, jak i naprężenia ścinające. Metodą elementów skończonych analizowano rozkład naprężeń rozciągających, ściskających i ścinających w kierunku podłużnym wysoko zorientowanych polimerów (HOP) w celu określenia optymalnego stosunku długości do wysokości w kształtach konstrukcyjnych. Do symulacji naprężeń obciążeniowych w zginaniu trójpunktowym belki teowej wykorzystano program komputerowy Abaqus. Stwierdzono, że przy stałej powierzchni przekroju poprzecznego belki jej wytrzymałość na ścinanie zmienia się wraz ze zmianą długości. Badano również kolejność występowania uszkodzeń pod wpływem działania sił rozciągających i ścinających. Symulacja wykazała, że przy stosunku długości do wysokości w zakresie od 4 : 1 do 20 : 1 występuje strefa naprężeń, w której mogą się pojawiać uszkodzenia w wyniku rozciągania lub ścinania. Uzyskane wyniki można wykorzystać w projektowaniu i optymalizacji belek konstrukcyjnych. - Źródło:
-
Polimery; 2018, 63, 3; 219-223
0032-2725 - Pojawia się w:
- Polimery
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł