ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ ТЕОРЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ГРАНИЧНОГО НАПРУЖЕНОГО СТАНУ АНІЗОТРОПНИХ МАТЕРІАЛІВ
Анотація
Метою дослідження є виявлення механічних теорій міцності та математичних моделей визначення граничного напруженого стану анізотропних матеріалів, придатних для адекватного опису пружної області деформування деревини хвойних і листяних порід в умовах двовісного, плоского та об'ємного механічних навантажень. Актуальність такого дослідження зумовлена тим, що на сьогодні немає єдиної методики апроксимації результатів експериментальних досліджень короткочасної міцності композитних матеріалів зі складним напруженим станом. У математичній постановці задачі одна і та ж поверхня короткочасної міцності може задовільно описуватися кількома критеріями. Для досягнення поставленої мети проведенокласифікацію та зроблено порівняльний аналіз відомих механічних теорій короткочасної міцності анізотропних матеріалів та основних положень загальної теорії квадрик. Зокрема, проаналізовано критерії міцності Ашкеназі, Мізеса, Маріна-Ху, Прагера, Норіса-Мак-Кінена, Хілла, Цай-Хілла, Цай-Ву, Хоффмана, Норріса, Фішера, Захарова, Малмейстра та Гольденблата-Копнова. За результатами такого аналізу встановлено, що умови міцності для матеріалів зі слабкою асиметрією меж міцності у напрямках структурної симетрії є непридатними для опису поверхонь міцності матеріалів зі сильною асиметрією меж міцності. Виявлено, що двовісний та плоский напружено-деформівні стани у тангентально-радіальній площині структурної симетрії деревини листяних порід задовільно описується критерієм Ашкеназі, а деревини хвойних порід – критерієм Гольденблата-Копнова.
Завантаження
Посилання
Aicher, S., & Klöck, W. (2001). Linear versus quadratic failure criteria for inplane loaded wood based panels. Otto-Graff-Journal, 12, 187–199. Retrieved from: http://www.mpa.uni-stuttgart.de/publikationen/otto_graf_journal/ogj_2001/beitrag_aicher_kloeck.pdf
Ashkenazi, Ye. K. (1978). Anizotropiya drevesiny i drevesnykh materialov [Anisotropy of wood and wood-based materials]. Moscow: Lesnaya promyshlennost. [in Russian].
Asteris, P. G. (2010). A simple heuristic algorithm to determine the set of closed surfaces of the cubic tensor polynomial. Open Applied Mathematics Journal, 4, 1–5. Retrieved from: http://users.aspete.gr/asteris/Fulltext/1TOAMJ[1].pdf
Asteris, P. G. (2013). Unified yield surface for the nonlinear analysis of brittle anisotropic materials. Nonlinear Sci Lett A, 4(2), 46–56. Retrieved from: https://www.researchgate.net/profile/Panagiotis_Asteris/publication/259573865_Unified_Yield_Surface_for_the_Nonlinear_Analysis_of_Brittle_Anisotropic_Materials/links/0c96052ca9bed7a4ff000000.pdf
Bozhydarnyk, V. V., & Sulym, H. T. (1999). Elementy teoriyi plastychnosti ta mitsnosti [Elements of the theory of plasticity and strength]. Lviv: Svit. [in Ukrainian].
Cabrero, J. M., Gebremedhin, K. G., & Elorza, J. (2009). Evaluation of failure criteria in wood members. In 2009 Reno, Nevada, June 21-June 24, (pp. 1–3). American Society of Agricultural and Biological Engineers. Retrieved from: http://dadun.unav.edu/bitstream/10171/7407/1/WCTE2010 %20failure.pdf
Elman, R. S., Karpenko, N., & Merkurjev, A. (2008). The algebraic and geometric theory of quadratic forms, (Vol. 56). American Mathematical Soc.
Galicki, J. (2013). A new approach to formulate the general strength theories for anisotropic discontinuous materials. Part B: General form of polynomial to describe the strength of anisotropic discontinuous materials. Applied Mathematical Modelling, 37(3), 828–850. https://doi.org/10.1016/j.apm.2012.03.003
Galicki, J., & Czech, M. (2013). A new approach to formulate the general strength theories for anisotropic discontinuous materials. Part A: The experimental base for a new approach to formulate the general strength theories for anisotropic materials on the basis of wood. Applied Mathematical Modelling, 37(3), 815–827. https://doi.org/10.1016/j.apm.2012.03.004
Garab, J., & Szalaj, J. (2010). Comparison of anisotropic strength criteria in the biaxial stress state. Drewno: prace naukowe, doniesienia, komunikaty, 53, 51–66. Retrieved from: http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BAT8-0017-0021/c/httpwww_bg_utp_edu_plartd20nr20183drewnovol2053nr183 j_garabj_szalai.pdf
Goldenblat, I. I., Bazhanov, V. L., & Kopnov, V. A. (1977). Dlitelnaya prochnost v mashinostroyenii [Long-term strength in mechanical engineering]. Moscow: Mashinostroyeniye. [in Russian].
Guindos, P. (2014). Comparison of different failure approaches in knotty wood. Drewno. Prace Naukowe. Doniesienia. Komunikaty, 57(193), 123–128.
https://doi.org/10.12841/wood.1644-3985.065.03
Guindos, P., & Guaita, M. (2012). The phenomenological fracture criteria and the stress integration volumes in heterogeneous models of wood. In World Conference on Timber Engineering, New Zealand (Vol. 5, pp. 629–633). http://www.timberdesign.org.nz/files/00336 %20Pablo%20Guindos.pdf
Iraola, B., & Cabrero, J. M. (2016). An algorithm to model wood accounting for different tension and compression elastic and failure behaviors. Engineering Structures, 117, 332–343. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.03.021
Kyzioł, L. (2017). Description of strength of wood composite in compound state of load. Journal of KONES Powertrain and Transport, 24(3), 32–38. https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.3066
Liu, J. Y. (2002). Analysis of off-axis tension test of wood specimens. Wood and Fiber Science, 34(2), 205–211. Retrieved from: https://wfs.swst.org/index.php/wfs/article/viewFile/1905/1905
Mascia, N. T., & Simoni, R. A. (2013). Analysis of failure criteria applied to wood. Engineering Failure Analysis, 35, 703–712. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.07.001
Mishchenko, A.S., Solovyev, Y.P., & Fomenko, A.T. (1985). Problems in differential geometry and topology. Translated from the Russian by Oleg Efimov. Moscow: Mir Publishers.
Osswald, P. V., & Osswald, T. A. (2017). A strength tensor based failure criterion with stress interactions. Polym. Compos. https://doi.org/10.1002/pc.24275
Redman, A. L. (2017). Modelling of vacuum drying of Australian hardwood species (Doctoral dissertation, Queensland University of Technology). https://doi.org/10.5204/thesis.eprints.110505
Van der Put, T. A. C. M. (2005). The tensor polynomial failure criterion for wood. Delft Wood Science Foundation, Delft. Retrieved from: https://www.researchgate.net/profile/T_A_C_M_Put/publication/263734321_A2005_Tensorpolynomial_failure_criterion_for_wood/links/0c96053bc4c90d9e89000000.pdf
Van der Put, T. A. C. M. (2015). Exact failure criterion of wood: Theory extension and synthesis of all series A publications. Delft Wood Science Foundation Publication Series, 1, 201–205. Retrieved from: http://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid:1c453f6 e-dc03-4c3 e-b2d2-fd87635c954 d/datastream/OBJ/view
Yatsenko, V. F. (1988). Prochnost kompozytsyonnykh materyalov [Strength of composite materials]. Kyiv: Vyshcha shkola. [in Russian].
Авторське право (c) 2017 Науковий вісник НЛТУ України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
