Nośność i mechanizmy zniszczenia konstrukcji cienkościennych
Jednym z głównych wymagań stawianych przy projektowaniu konstrukcji jest duża
wartość stosunku jej nośności do ciężaru własnego, co gwarantuje optymalne
wykorzystanie materiału konstrukcyjnego.
Szczególne znaczenie ma ten parametr w przypadku konstrukcji cienkościennych
powszechnie wykorzystywanych w maszynoznawstwie i budownictwie, gdyż na ogół tracą one
nośność na skutek utraty stateczności.
Właściwe oszacowanie ich nośności wymaga rozwiązania wielu skomplikowanych
problemów teoretycznych, w tym uwzględnienia mechanizmu zniszczenia.
Autorka niniejszej książki omówiła zagadnienia niezbędne do wykonania tego
zadania:
- podstaw teorii sztywno-plastycznej i jej zastosowania w odniesieniu do konstrukcji
cienkościennych,
- wykorzystanie metody elementów skończonych w zakresie mechanizmów zniszczenia
konstrukcji tego typu,
- rozwiązania dotyczące nośności oraz zniszczenia cienkich płyt poddanych ściskaniu
i zgniataniu, słupów ściskanych, a także zgniatanych dźwigarów cienkościennych.
Książka jest przeznaczona dla specjalistów zajmujących się badaniem nośności
konstrukcji cienkościennych, konstruktorów, architektów oraz studentów wydziałów
mechanicznych, budowlanych, transportu i inżynierii lądowej.
Przedmowa 9
1. Wprowadzenie do zagadnień konstrukcji cienkościennych 13
Maria Kotełko
1.1. Konstrukcje cienkościenne stosowane we współczesnej technice 13
1.2. Charakterystyka pracy konstrukcji cienkościennej 18
1.3. Nośność graniczna konstrukcji cienkościennych 21
Literatura do rozdziału 1 23
2. Podstawy teorii ciał sztywno-plastycznych 25
Maria Kotełko
2.1. Wprowadzenie 25
2.2. Model ciała sztywno-plastycznego 26
2.3. Warunek plastyczności – kryteria uplastycznienia 29
2.4. Zasady ekstremalne 32
2.5. Teoria sztywno-plastyczna zastosowana do konstrukcji cienkościennych 35
Literatura do rozdziału 2 37
3. Moment nośny w załomie plastycznym 39
Maria Kotełko
3.1. Pełny moment plastyczny 39
3.1.1. Pełny moment plastyczny dla materiału ortotropowego 40
3.1.2. Pełny moment plastyczny w ściance wielowarstwowej 41
3.2. Redukcja momentu plastycznego 42
3.2.1. Pasmo płytowe poddane równomiernemu ściskaniu 42
3.2.2. Pasmo płytowe poddane zginaniu tarczowemu 45
3.3. Moment nośny dla materiału sztywno-plastycznego ze wzmocnieniem liniowym 48
3.3.1. Pełny moment plastyczny dla materiału izotropowego 48
3.3.2. Zredukowany moment plastyczny dla materiału izotropowego 50
3.3.3. Pełny moment plastyczny dla materiału ortotropowego 51
Literatura do rozdziału 3 53
4. Energia odkształcenia plastycznego rozpraszana w mechanizmie plastycznym
55
Maria Kotełko
4.1. Wprowadzenie 55
4.2. Stacjonarne linie zgięcia plastycznego 57
4.3. Przeguby wędrujące 58
4.4. Niestacjonarne linie zgięcia plastycznego 59
4.5. Energia odkształcenia plastycznego w konstrukcjach ortotropowych 61
Literatura do rozdziału 4 62
5. Metoda elementów skończonych zastosowana do zagadnień nośności i
mechanizmów zniszczenia konstrukcji cienkościennych 65
Tomasz Kubiak, Radosław J. Mania
5.1. Typ elementu 67
5.2. Własności materiałowe 68
5.3. Sposób dyskretyzacji – gęstość siatki elementów 72
5.4. Warunki brzegowe 76
5.5. Sposób rozwiązania 78
Literatura do rozdziału 5 79
6. Mechanizmy zniszczenia w cienkich płytach ściskanych i zginanych
81
Maria Kotełko
6.1. Podstawowe mechanizmy zniszczenia w pasmach płytowych ściskanych mimośrodowo
81
6.2. Mechanizmy zniszczenia w płytach ściskanych 88
6.3. Mechanizm zniszczenia w płycie wielowarstwowej poddanej równomiernemu ściskaniu
94
6.3.1. Płyta trójwarstwowa z rdzeniem jednorodnym 94
6.3.2. Płyta trójwarstwowa z rdzeniem ulowym 97
6.4. Mechanizmy zniszczenia w tarczach poddanych zginaniu 99
Literatura do rozdziału 6 100
7. Mechanizmy zniszczenia w słupach ściskanych 103
Maria Kotełko
7.1. Wprowadzenie 103
7.2. Podstawowe mechanizmy zniszczenia w słupach o przekrojach otwartych 106
7.2.1. Mechanizm CW1 w prętach o przekroju ceowym 107
7.2.2. Mechanizm CF1 w pręcie o przekroju ceowym 109
7.2.3. Nośność w fazie zniszczenia ortotropowego pręta ceowego 112
7.2.4. Nośność w fazie zniszczenia wielowarstwowego pręta ceowego 113
7.3. Mechanizmy zniszczenia w słupach o przekrojach otwartych wzmocnionych żebrami końcowymi
114
7.4. Nośność graniczna słupów ściskanych 117
7.4.1. Nośność graniczna prętów stalowych poddanych ściskaniu 118
7.4.2. Nośność graniczna pręta kompozytowego 123
Literatura do rozdziału 7 124
8. Mechanizmy zniszczenia w dźwigarach zginanych 127
Maria Kotełko
8.1. Mechanizmy zniszczenia w dźwigarach o przekroju dwuteowym 127
8.2. Mechanizmy zniszczenia w dźwigarach skrzynkowych 129
8.2.1. Dźwigary o przekroju prostokątnym 134
8.2.2. Dźwigary o przekroju trapezowym 135
8.2.3. Dźwigary o przekroju trójkątnym 135
8.2.4. Energia odkształcenia plastycznego w dźwigarach skrzynkowych 138
8.2.5. Dźwigary o przekroju otwartym 141
8.3. Zniszczenie środnika wskutek działania obciążeń skupionych 142
8.4. Nośność graniczna dźwigarów skrzynkowych 145
8.4.1. Dźwigar o ścianach izotropowych 146
8.4.2. Dźwigar o ścianach ortotropowych 149
8.4.3. Dźwigar o ścianach wielowarstwowych 151
Literatura do rozdziału 8 153
9. Rozpraszanie energii w ustrojach cienkościennych 155
Maria Kotełko, Sebastian Lipa
9.1. Wprowadzenie 155
9.1.1. Rys historyczny 155
9.1.2. Stan wiedzy o ustrojach cienkościennych – absorberach energii 156
9.1.3. Cienkościenne absorbery energii jako elementy nadwozia samochodu lub barier
ochronnych 164
9.2. Mechanizmy zniszczenia w słupach o przekroju zamkniętym 172
9.2.1. Rura cylindryczna 172
9.2.2. Rura o przekroju pryzmatycznym 176
9.2.3. Kilka uwag o miarach efektywności absorberów 178
9.3. Pręty zimno formowane jako absorbery energii 180
9.3.1. Pręty o przekroju ceowym z żebrami końcowymi 181
9.3.2. Pręt o przekroju zetowym 184
9.4. Boczny zgniot układu rur cienkościennych 185
9.5. Ustroje cienkościenne pod obciążeniem dynamicznym 194
9.5.1. Wpływ prędkości odkształcenia na własności mechaniczne materiału w warunkach
obciążeń dynamicznych 194
9.5.2. Zgniot rury cienkościennej pod obciążeniem dynamicznym 197
9.5.3. Szybki zgniot dźwigara cienkościennego poddanego czystemu zginaniu 198
9.5.4. Układ rur cienkościennych poddanych zgniotowi bocznemu 201
Literatura do rozdziału 9 203
Skorowidz 207
212 stron, Format: 16.5x23.5cm, oprawa miękka
