Jakie jest fizyczne znaczenie pojęcia opóźnienia ścinania we wzmacnianych włóknami strukturach kompozytowych lub ogólnie pojęcie dotyczące dowolnej struktury?
Odpowiedzi:
Oto jak wizualizuję to, co się dzieje fizycznie (dla profili stalowych):
Gdy zbliżasz się do połączenia z klinem, cała siła musi być przenoszona przez śruby, tak aby naprężenie musiało płynąć w kierunku połączonej części kąta. W granicy, (L = 0), efektywnym obszarem netto byłby po prostu obszar netto połączonej części elementu.
Nie mogę mówić do kompozytów wzmacnianych włóknem, ale ogólna koncepcja opóźnienia ścinania jest podsumowana w AISC 360-10 Specyfikacja , Sekcja komentarzy D3 jako taka:
Shear lag to koncepcja używana do obliczania nierównomiernego rozkładu naprężeń w połączonych elementach, gdzie niektóre, ale nie wszystkie ich elementy (kołnierz, sieć, noga itp.) są połączone. Współczynnik redukcji, $ U $, jest stosowany do obszaru netto, A_n $, skręconych elementów i do obszaru brutto, $ A_g $, spawanych elementów. Ponieważ długość połączenia, $ l $, jest zwiększana, efekt opóźnienia ścinania zmniejsza się. Ta koncepcja jest wyrażona empirycznie przez równanie dla $ U $. Używając tego wyrażenia do obliczenia powierzchni efektywnej, szacowana wytrzymałość około 1000 skręconych i nitowanych próbek do badań połączenia, z nielicznymi wyjątkami, korelowała z obserwowanymi wynikami testu w zakresie rozproszenia ± 10% (Munse i Chesson, 1963). Nowsze badania stanowią dalsze uzasadnienie obecnych przepisów (Easterling i Gonzales, 1993).
Zasadniczo, opóźnienie ścinania jest pojęciem, w którym siły w połączeniu wymagają określonej długości, aby odpowiednio "wydostać się". Jest to częściowo zależne od względnej sztywności połączenia w stosunku do kierunku przyłożenia obciążenia.
Weźmy na przykład poniższy rysunek z AISC 360-10.
Przykład po lewej jest bardziej zależny od efektów opóźnienia ścinania, ponieważ siła w połączeniu musi być przenoszona wzdłuż długości $ l $ spoiny. Wartość $ U $ prawdopodobnie byłaby mniejsza niż 1,0, wskazując na wpływ opóźnienia ścinania.
W środkowym przykładzie spoina na końcu kąta jest prostopadła do siły. W tym przypadku wartość $ U $ prawdopodobnie wynosiłaby 1,0 (zakładając, że znakomita noga kąta jest również spawana podobnie), ponieważ siła jest przenoszona równomiernie na prostopadłą spoinę.
W tabeli D3.1 tabeli AISC 360-10 przedstawiono obliczenia różnych wartości U $ na podstawie geometrii połączenia. Wkleiłem fragment kodu poniżej na kilka przykładów. Twój kod dostępu może się różnić w zależności od kraju i jurysdykcji.
