Model approach for Polymer Flexible Joints in precast elements joint of concrete pavements
Wariant tytułu
Ujęcie modelowe Polimerowych Złączy Podatnych w połączeniach elementów prefabrykowanych nawierzchni betonowych
Autor
Kisiel, Paweł
Promotor
dr hab. inż. Arkadiusz Kwiecień, prof. PK
Data wydania
2018
Data obrony
10.05.2018
Wydawca
[s.n.]
Język
angielski
Słowa kluczowe
Polymer flexible joint, design, identification, hyperelastic material
polimerowe złącze podatne, projektowanie, identyfikacja, materiał hipersprężysty
Abstrakt
The research contains an analysis of stiffness of Polymer Flexible Joint (PFJ). The basic aim of the research was to obtain the values of stiffness of flexible joints between precast concrete elements of rectangular cross-section. All the experiments in this research concern only primary load curve and speed of deformation of 100%/min. 239 laboratory experiments were held, concerning specimens under shear, bending, tension and compression load. All the experiments were modelled in Abaqus 6.12 FEM software. A comparison analysis of experimental and numerical results was performed. Due to noticed differences, an identification of the polymer hyperelastic material was done. The accuracy of obtained model was presented basing on plenty of examples. A large-size experiment of a real-scale specimen of 3.2 m length was also held. Basing on obtained results, the accuracy of the numerical model and the magnitude of possible strain in real construction is shown. Several analyzes were performed using the obtained experimental results, e.g. scale effect and stress distribution, as well as analysis of usefulness of PFJ in the real engineering constructions. For all the analyzes, conclusions were drawn and directions of further research connected to PFJ commercialization were identified.
Praca zawiera analizę sztywności złączy wykonanych technologią Polimerowego Złącza Podatnego (PZP). Celem podstawowym pracy było określenie sztywności połączeń podatnych w betonowych elementach prefabrykowanych o prostokątnym przekroju, na podstawie zweryfikowanej doświadczalnie analizy pracy mechanicznej PZP, dla krzywej pierwotnej obciążenia polimeru i prędkości deformacji 100%/min. Zrealizowano 239 laboratoryjnych badań próbek mało i średniogabarytowych poddanych ścinaniu, zginaniu, ściskaniu i rozciąganiu. Wszystkie eksperymenty zostały zamodelowane numerycznie w programie Abaqus 6.12. Wykonano szeroką analizę porównawczą wyników otrzymanych eksperymentalnie i numerycznie. W wyniku stwierdzonych rozbieżności przeprowadzono identyfikację parametrów mechanicznych materiału hipersprężystego opisującego polimer. Na przykładach pokazano dokładność uzyskanego modelu złącza. Wykonano również laboratoryjny eksperyment w skali wielkogabarytowej na próbce o długości 3,2 m. Na jego przykładzie pokazano dokładność modelowania numerycznego elementu w skali wielkogabarytowej oraz rząd wielkości odkształceń PZP. W pracy wykonano również szereg analiz, m.in. efektu skali, rozkładu naprężeń oraz przydatności technologii do praktycznych zastosowań inżynierskich. Dla wszystkich analiz przedstawiono wnioski i kierunki dalszych badań związanych z komercjalizacją technologii PZP.
