在三点曲下对交叉层材木板进行数值分析,使用层材理论
Michal Bošanský1, Miroslav Trcala2
1Faculty of Forestry and Wood Technology, Mendel University in Brno, Lesnická 3, 613 00 Brno, Czech Republic.
本研究介绍了一种先进的有限元法 (FEM) 模型,用于交叉层木材 (CLT) 面板,准确预测结构行为和损坏. 经过验证的模型增强了可持续木材建筑的设计和安全评估.
科学领域:
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算力学 计算力学 计算力学
背景情况:
- 交叉层木材 (CLT) 在建筑中提供了可持续的优势,但由于其异构性和剪切性质,它带来了建模挑战.
- 准确预测CLT结构性能对于其在高层建筑和复杂的土木工程项目中更广泛采用至关重要.
- 现有的建模方法可能无法完全捕捉多层CLT面板复杂的机械行为和故障机制.
研究的目的:
- 开发和验证一种先进的数值方法来分析交叉层木材 (CLT) 板的曲行为.
- 准确预测CLT结构中的全球和本地机械反应,包括损伤和分层.
- 为CLT结构的设计,优化和安全评估提供可靠的计算框架.
主要方法:
- 基于使用FlexPDE的经典层状材料理论实施有限元法 (FEM) 板模型.
- 通过三点曲实验对三层杉木CLT面板进行验证.
- 使用商业FEM软件 (Dlubal, Abaqus) 进行进一步的验证,使用线性弹性,非线性损伤和凝聚性区域模型来捕捉分层和局部故障.
主要成果:
- 实验数据和数值模拟在负载偏移行为和刚度演变中的强烈一致.
- 在粘合层中精确地复制损伤定位和渐进的分层.
- 开发的FEM框架证明了计算效率,同时准确地捕获全球和本地机械反应.
结论:
- 基于层层理论的验证FEM配方可靠地预测了CLT面板的机械行为.
- 开发的框架适用于建筑应用中的交叉层木结构的设计,优化和安全评估.
- 这种方法增强了在可持续和高效的建筑项目中使用CLT的信心.
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