Modelling of Textile Composite Adapted for Roof Structure

3D structural components made of fibrous composite materials subjected to service loading are analysed. The laminate consists of a matrix reinforced with a ply of long and unidirectional fibres. Participation of the fibres and matrix can vary in each layer. The main goal is to create a composite roof plate transferring variable loads of wet snow or fir and to investigate its strength properties in respect of (i) the type of fibres and matrix, and (ii) the volume fraction of the matrix and fibres within each layer. Modelling of shape and mechanical properties is reduced to the final phase of structural design, omitting time-consuming, expensive experimental tests. The numerical procedure is solved using the ADINA environment and finite element method code.

Analizie poddano trójwymiarowe składniki konstrukcji wykonane z włóknistych materiałów kompozytowych, poddane obciążeniu eksploatacyjnemu. Laminat składał się z wypełnienia wzmocnionego przez warstwę długich włókien jednokierunkowych. Udział włókien i wypełnienia może być zmienny w każdej z warstw. Głównym celem było utworzenie kompozytowej płyty dachowej, która przenosi zmienne obciążenie mokrego śniegiem lub firnu i zbadanie jej własności wytrzymałościowych z uwagi na (i) typ włókien i wypełnienia, (ii) procentowy udział wypełnienia i włókien w każdej warstwie. Modelowanie kształtu i własności mechanicznych jest zredukowane do końcowej fazy projektowania konstrukcji i pomija czasochłonne, kosztowne badania eksperymentalne. Przykłady numeryczne zostały rozwiązane z wykorzystaniem środowiska ADINA i kodu metody elementów skończonych.