Wyznaczanie właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych z zastosowaniem hipotezy równoważności energii : rozprawa doktorska = Estimation of composite materials mechanical properties using ... więcej

Wyznaczanie właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych z zastosowaniem hipotezy równoważności energii : rozprawa doktorska = Estimation of composite materials mechanical properties using energy equivalence hypothesis / Anna Jerzyńska. – Kraków, 2023. – [4], 114 s. : rys., tab., wykr. – Politechnika Krakowska. Wydział Mechaniczny. – Promotor: prof. dr hab. inż. Halina Egner ; promotor pomocniczy: dr hab. inż. Aneta Liber-Kneć, prof. PK. – Bibliogr. 89 poz., Streszcz., Summ.

Rozprawa doktorska zawiera opis nowej metody wyznaczania właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych. W ramach tej metody określono wpływ zbrojenia na właściwości makroskopowe materiału ... więcej

Rozprawa doktorska zawiera opis nowej metody wyznaczania właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych. W ramach tej metody określono wpływ zbrojenia na właściwości makroskopowe materiału kompozytowego poprzez odwzorowanie rzeczywistej konfiguracji wielofazowej w fikcyjny, mechanicznie równoważny materiał jednorodny.
Prezentowana w pracy metoda została zaimplementowana numerycznie przy użyciu programu Wolfram Mathematica 11.2. Przeprowadzono badania parametryczne dla różnych właściwości oraz proporcji materiałów składowych. Następnie dokonano walidacji modelowania, poprzez porównanie wyników symulacji numerycznych z wynikami innych metod oraz z wynikami badań eksperymentalnych. Uzyskane wyniki umożliwiły weryfikację hipotezy badawczej i potwierdziły, że efektywne właściwości materiału kompozytowego mogą być skutecznie wyznaczane na podstawie równoważności energii.
Zalety zaproponowanej w pracy metody zostały zilustrowane na przykładach obliczeń wytrzymałościowych wybranych elementów konstrukcyjnych. Rozpatrzono przykład optymalnego rozkładu zbrojenia w pręcie kołowym poddanym skręcaniu w zakresie sprężystym oraz przeprowadzono analizę wytrzymałościową belki zbudowanej z materiału FGM.

The doctoral dissertation contains a description of a new method for determining the mechanical properties of composite materials. This method determines the effect of reinforcement on the macroscopic ... więcej

The doctoral dissertation contains a description of a new method for determining the mechanical properties of composite materials. This method determines the effect of reinforcement on the macroscopic properties of the composite material by mapping the real multiphase configuration into a fictitious, mechanically equivalent homogeneous material.
The proposed method presented in the dissertation was numerically implemented using the Wolfram Mathematica 11.2 software. Parametric tests were carried out for various properties and proportions of the component materials. Then, the modeling was validated by comparing the results of numerical simulations with the results of other methods, and with the results of experimental research. The obtained results enabled the verification of the research hypothesis and confirmed that the effective properties of the composite material can be effectively estimated on the basis of energy equivalence.
The advantages of the method proposed in the work have been illustrated in the examples of mechanical analysis of selected structural elements. An example of an optimal distribution of reinforcement in a circular bar subjected to torsion in the elastic range was considered and a strength analysis of a beam made of FGM material was carried out.