Ortotropní elastický–plastický–poškozující model bukového dřeva založený na experimentech dělené Hopkinsonovy tlakové a tahové tyče

Orthotropic elastic–plastic–damage model of beech wood based on split Hopkinson pressure and tensile bar experiments

journal article in Web of Science

en

The hardwood is a natural composite, which finds applications in many fields such as an important building material. Attention was paid to the accurate description of the European beech wood under high strain rates in order to constitute a reliable input for the finite element method. It was done on the basis of split Hopkinson tensile bar tests, taking also into consideration the previously reported pressure bar tests to capture the tensile–compressive failure asymmetry, which was incorporated through the stress triaxiality. Strains measured on the steel bars for specimens oriented in all principal loading directions were used to calibrate the fully orthotropic behaviour of elasticity, plasticity and fracture. The concept of continuum damage mechanics was applied to the damage accumulation in order to simulate the crack propagation within explicit finite elements realistically.

Tvrdé dřevo je přírodní kompozit, který nachází aplikace v mnoha odvětvích jako důležitý stavební materiál. Pozornost byla zaměřena na přesný popis Evropského bukového dřeva při vysokých rychlostech deformace k vytvoření spolehlivého vstupu pro metodu konečných prvků. To bylo provedeno na základě testech dělené Hopkinsonovy tahové tyče s přihlédnutím na dříve hlášené testy tlakové tyče k zachycení asymetrického tahového–tlakového porušování, které bylo zahrnuto pomocí triaxiality napětí. Přetvoření měřená na ocelových tyčích pro vzorky orientovány ve všech hlavních směrech zatěžování byly použity ke kalibraci plně ortotropního chování elasticity, plasticity a lomu. Koncept mechaniky poškození kontinua byl aplikován na kumulaci poškození pro realistickou simulaci šíření trhliny v rámci explicitních konečných prvků.

The hardwood is a natural composite, which finds applications in many fields such as an important building material. Attention was paid to the accurate description of the European beech wood under high strain rates in order to constitute a reliable input for the finite element method. It was done on the basis of split Hopkinson tensile bar tests, taking also into consideration the previously reported pressure bar tests to capture the tensile–compressive failure asymmetry, which was incorporated through the stress triaxiality. Strains measured on the steel bars for specimens oriented in all principal loading directions were used to calibrate the fully orthotropic behaviour of elasticity, plasticity and fracture. The concept of continuum damage mechanics was applied to the damage accumulation in order to simulate the crack propagation within explicit finite elements realistically.

Dynamika; Elastická napěťová vlna; Kolskyho tyč; Rána; Náraz

Dynamics; Elastic stress wave; Kolsky bar; Shock; Impact

01.11.2021

0734-743X

157

1

1–13

13