Structural models in the framework of space-Fractional Continuum Mechanics
[ 1 ] Instytut Analizy Konstrukcji, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Analizy Konstrukcji, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
PL Strukturalne modele mechaniki ośrodków ciągłych niecałkowitego rzędu
english
- scale effect
- nonlocal continuum mechanics
- space-fractional continuum mechanics
- nano/micro-beams
- nano/micro-plates
- efekt skali
- nielokalna mechanika ośrodków ciągłych
- mechanika ośrodków ciągłych niecałkowitego rzędu
- nano/mikro-belki
- nano/mikro-płyty
EN The research problem concerns modeling of structural elements that exhibit scale effect, e.g. nano- and micro-scale elements. In that case, classical continuum mechanics fails since it does not account for the fact that materials are when considered at sufficiently small scales. As a consequence, the characteristic length of the internal structure (length scale) needs to be included when describing body behavior at scales close to the microstructure. This dissertation aims to develop structural models (beams and plates) that account for scale effects to predict the mechanical response of structural elements over scales to a given external load. To achieve the stated objective, the s-FCM is relied upon. A numerical representation is created for each mathematical model developed, and a parametric study and validation are performed. Most importantly, the s-FSM models are able to provide a good approximation of the experimental results for nano/micro-beams and nano/micro-plates.
PL Podjęty problem badawczy dotyczy modelowania elementów strukturalnych wykazujących efekt skali, np. elementów w skali nano i mikro. Zastosowanie klasycznej mechaniki ośrodków ciągłych jest nieodpowiednie w takim przypadku, ponieważ nie uwzględnia ona niejednorodności struktury materiałów co prowadzi do istotnych błędów modelowania. Należy wówczas uwzględnić długość charakterystyczną struktury wewnętrznej w opisie zachowania rozpatrywanego ciała. Celem rozprawy było opracowanie modeli strukturalnych (belek i płyt) uwzględniających efekt skali, aby umożliwić przewidywanie ich mechanicznej odpowiedzi na zadane obciążenie zewnętrzne. Aby osiągnąć postawiony cel, wykorzystano założenia mechaniki ośrodków ciągłych niecałkowitego rzędu. Dla każdego z modeli matematycznych stworzono reprezentację numeryczną oraz przeprowadzono studium parametryczne i walidację. Istotnym aspektem jest, że modele zapewniają dobre przybliżenie wyników eksperymentalnych dla nano/mikro belek i nano/mikro płyt.
124
civil engineering, geodesy and transport
Publikacje wchodzące w skład doktoratu:
1. https://sin.put.poznan.pl/publications/details/i31507
2. https://sin.put.poznan.pl/publications/details/i38320
3. https://sin.put.poznan.pl/publications/details/i36073
4. https://sin.put.poznan.pl/publications/details/i46230
5. https://sin.put.poznan.pl/publications/details/i54604
public
Grzegorz Dzierżanowski
Warszawa, Polska
04.12.2023
polish
public
Jan Jaśkowiec
Kraków, Polska
09.01.2024
polish
public
Wacław Kuś
Gliwice, Polska
06.01.2024
polish
public
dissertation before defense
Poznań, Polska
07.03.2024