FiCubS =  Fiber Cuboid Simulation
Simulace vláknového kvádru
červen 2017, Petr Frantík
poslední aktualizace: červenec 2017
http://ficubs.kitnarf.cz

FiCubS dokumentace (verze 1.00 a pozdější)
Petr Frantík

 

Obsah

  1. Aktualizace
  2. Úvod
  3. Pojmy
  4. Spuštění aplikace
  5. Definice úlohy
  6. Řízení výpočtu
  7. Výstupy
  8. Poznámky
  9. Literatura

 

Aktualizace

v1.00 (20170721): První veřejná verze aplikace.
v0.00 (20170620): První verze aplikace.

 

Úvod

Aplikace FiCubS slouží pro simulaci lomové zkoušky trámce z vláknového kompozitu opatřeného vrubem zatíženého tříbodovým ohybem, viz obr. 1.

Obr. 1: Trámec s vrubem zatížený v tříbodovém ohybu.

 

Pojmy

Řízené posunutí
je způsob jak měnit tvar mechanického systému. Určitý bod, resp. body, systému jsou zachyceny a je jim udělováno posunutí dle požadavků uživatele. Pomocí řízeného posunutí se měří odezva systému i při klesajícím odporu mechanického systému.

Zářez
je druh vrubu způsobující soustředění mechanického napětí v materiálu. Jedná se o uměle vytvořené poškození vzorku ve vybraném místě, ze kterého se bude, kvůli soustředění napětí, pravděpodobně šířit trhlina.

Chevronový zářez
je obvykle symetrický zářez tvaru V, česky označovaný rovněž jako šípový. Je proveden tak, aby zbyl materiál tvořící ostrý úhel na vrcholu šípu. Vzorek opatřený tímto zářezem je obvykle zatěžován tak, aby trhlina vznikla právě na vrcholu šípu.

Lomová zkouška
slouží pro ověření resp. naměření mechanických vlastností materiálu a tělesa při vzniku a rozvoji trhliny.

Trhlina
je vznikající, vzniklá resp. šířící se makroskopická nespojitost materiálu v důsledku kumulace přerušení či změny atomárních vazeb.

Kohezivní funkce
je předpis udávající velikost napětí (tzv. kohezivního), které svírá modelovanou trhlinu v okolí jejího vrcholu v závislosti na vzdálenosti líců trhliny (otevření trhliny).

 

Spuštění aplikace

Aby bylo možno aplikaci FiCubS spustit, musí být v operačním systému nainstalována Java platforma (verze 1.8 a pozdější). Platformu lze stáhnout z adresy http://www.java.com/en/download/manual.jsp. Je-li Java platforma správně nainstalována, lze soubor aplikace ficubs.jar spustit.

Aplikace FiCubS se spouští buď přímo (kliknutím na soubor ficubs.jar) nebo z konzoly operačního systému (pokud jí systém disponuje). Spuštění z konzoly je vhodné pro hromadné zpracování a pro sledování podrobných varovných či chybových výpisů. Spuštění z konzoly se provede zapsáním následujícího řetězce do konzoly operačního systému (v případě, že jsme přítomni v adresáři, kde je umístěn soubor ficubs.jar):

  java -jar ficubs.jar

 

Definice úlohy

Aplikace FiCubS analyzuje model určený v souboru definition.xml, jenž se musí nacházet v adresáři spolu se souborem aplikace. Soubor je typu XML, viz [2], díky kterému lze snadno číst a upravovat běžnými editory prostého textu, např. [3],[4],[5].

Obr. 2: Polovina trámce s vrubem.

Geometrie trámce se zářezem, viz obr. 2, je dána šířkou průřezu b, výškou průřezu h, rozpětím podpor l, šířkou zářezu wn a hloubkou zářezu a.

Z fyzikálních parametrů je třeba určit efektivní modul pružnosti kompozitu E, tahovou pevnost kompozitu ft, lomovu energii Gf, koeficient příčné kontrakce ν a tvar tzv. kohezivní funkce. V případě zde použitého modelu se kohezivní funkce skládá ze dvou složek. Z koheze způsobené matricí a odporu vláken.

 

Výstupy

Aplikace FiCubS produkuje výstup ve formě tabulek čísel s vypočtenými hodnotami.

 

Poznámky

Vyvinuto v rámci projektu XX –- xx, podporovaného Grantovou agenturou České republiky. Copyright 2017 Petr Frantík, http://ficubs.kitnarf.cz, e-mail: kitnarf at centrum dot cz

 

Literatura

[1] Wikipedia, the free encyclopedia: Potential energy, http://en.wikipedia.org

[2] Wikipedia, the free encyclopedia: XML, http://en.wikipedia.org

[3] Wikipedia, the free encyclopedia: Notepad, http://en.wikipedia.org

[4] Wikipedia, the free encyclopedia: Vim, http://en.wikipedia.org

[5] Wikipedia, the free encyclopedia: PSPad, http://en.wikipedia.org

[6] Frantík Petr: Diskrétní model FyDiK2D, Sborník mezinárodní konference Modelování v mechanice 2009, VŠB-TU Ostrava, Česká republika, květen 2009, 10 stran, ISBN 978-80-248-2016-3

[7] Frantík Petr: FuVis, aplikace pro vizualizaci funkcí dvou proměnných, http://fuvis.kitnarf.cz, 2015.