Analýza tuhosti kompozitního nosníku metodou konečných prvků

Abstract

Tato práce se zabývá analýzou ohybové tuhosti kompozitového nosníku tvaru trubky. Cílem je určení ekvivalentního modulu pružnosti v ohybu Eeq pro tenkostěnné i tlustostěnné trubky pomocí MKP při zatížení ohybovým momentem. V úvahu je brán úhel návinu vláken jednotlivých kompozitních vrstev, průměr trubek a také poměr délek k jejich průměru. V práci je popsáno několik typů výpočtových modelů v programu Ansys 2019R3 a rozdíly ve vyhodnocení jejich výsledků. V rešeršní části je popsána mechanika ohybu vetknutého nosníku, základy teorie prvního řádu smykové deformace a Kirchhoffovy teorie pro kompozitní materiály.

This thesis is focused on bending stiffness analysis of composite beam of circular cross section. Aim is to find out the equivalent elastic modulus in bending (Eeq ) for different models caused by torque by FEM. Angle of fibers on single composite layers, diameter of tubes and ratio of its length to diameter are considered. In the thesis there are decribed some types of simulation models in Ansys 2019R3 software and the differences in their results. In the theoretical part of the thesis is decribed the theory of bending of cantilevere beam, basics of first order shear deformation theory and Kirchhoff theory applied to composite.