Húzott, vékony filmek ráncosodása: a ráncos mintázat keletkezése és eltűnése

Fehér, Eszter and Sipos, András (2014) Húzott, vékony filmek ráncosodása: a ráncos mintázat keletkezése és eltűnése. Építés - Építészettudomány, 42 (1-2). pp. 23-42. ISSN 0013-9661

Text eptud.42.2014.1-2.2.pdf Restricted to Repository staff only until 31 March 2034. Download (394kB)

Abstract

Írásunkban két végén befogott, vékony (100 μm-nél vékonyabb) lemezek egyirányú húzás hatására bekövetkező ráncosodását vizsgáljuk. Az irodalomban széles körben használt, infinitezimális nyúlásokon alapuló Kármán Tódor-féle nagy lehajlású, vékony lemezek elmélete a nyújtás egy kritikus értéke felett a ráncos mintázat stabilitását jósolja, függetlenül a további nyújtás mértékétől. Numerikus szimulációk alapján a ráncos mintázat korlátlan stabilitása nem igazolható akkor, ha az elméleti levezetés (összhangban a terheléssel) véges nyúlásokat is megenged. Ez utóbbi modellben a triviális, síkbeli megoldás egy második bifurkációs pontban visszanyeri stabilitását. Jelen írás célja ezen előrejelzés kísérleti igazolása polipropilén szalagok elmozdulás-vezérelt nyújtásával. A kísérletekből meghatározott elágazási pontoknak a paramétertérben elfoglalt helye jó egyezést mutat a kiterjesztett elméleten alapuló, a nemlineáris végeselem-módszert a Newton-Raphson-módszerrel ötvöző algoritmus eredményeivel. | Wrinkling of stretched, thin sheets: Occurrence and disappearance of the wrinkling pattern. In this paper we investigate the wrinkling of clamped, thin sheets (with a thickness below 100 μm) under uniaxial tension. The widely used Föppl-von Kármán theory based on the small strain assumption predicts the unconditional stability of the wrinkled pattern regardless of the further applied tension. Based on numerical simulations the unconditional stability cannot be verified if the model was derived to accommodate finite strains. In this case the trivial, planar solution becomes stable again in a second bifurcation point. Our goal is to experimentally verify this prediction by displacement controlled extension of polypropylene sheets. Beyond the qualitative agreement, the location of the experimentally observed bifurcation points agrees well with the computed values of a nonlinear finite element code embedded into a Newton-Raphson solver to simulate the equations derived by finite strains.

Actions (login required)

Edit Item