Analytical analysis of distribution of bending stresses in layers of plywood with numerical verification = Analiza raspodjele naprezanja u slojevima furnirske ploče pri savijanju, s računskom provjerom / Andrzej Makowski.
Analytical analysis of distribution of bending stresses in layers of plywood with numerical verification = Analiza raspodjele naprezanja u slojevima furnirske ploče pri savijanju, s računskom provjerom / Andrzej Makowski.
Sažetak

The study presents methods for accurate estimation of bending stresses in the 3-point flexural bending test of plywood, i.e. a wood-based laminate with an alternate crosswise ply configuration. The characteristic bending strength (MOR) and mean modulus of elasticity (MOE) of standard beech plywood was determined using European Standard bending tests EN 310. Correlations were determined between empirically determined bending moduli of the plywood and material moduli of the veneer layer. Calculations were conducted based on the classical plate theory for thin panels comprising the theory of elasticity including the Kirchhoff-Love hypothesis. Rigidity of individual layer was established theoretically in the axial configuration of transformed rigidity matrix values. Numerical laminate models were developed and simulation tests were conducted. Results of experimental and analytical studies were verified using the Finite Element Method (FEM). Analyses were performed in two plywood cross-band arrangement variants. An analysis of the distribution of stresses in individual layers of plywood used an analytical and numerical method assuming the plywood specimen to be a rhombic-anisotropic material. It was found that the bending load capacity of plywood depends on the configuration of individual layers (veneers). Values of stresses originating from bending do not only depend on the distance of the considered plywood layer from the middle layer but also on stiffness in the direction of operating stresses. Bending strength varies in individual directions of the plywood panel. Therefore, the distribution of stresses in individual layers differs from that resulting from the stress distribution for homogeneous isotropic materials. Results are presented in the form of tables, bitmaps, graphs and photographs. The tests were conducted based on the BFU-BU-18 standard beech plywood thickness of 18 mm.; U radu se opisuju metode točne procjene naprezanja pri testu savijanja furnirske ploče u tri točke, tj. pri savijanju laminata na bazi drva s naizmjenično okomito postavljenim slojevima. Karakteristični modul loma (MOR) i srednja vrijednost modula elastičnosti (MOE) standardne furnirske ploče od bukovine utvrđeni su prema EN 310. Uočena je povezanost između empirijski određenih modula na savijanje furnirskih ploča i modula na savijanje slojeva furnira. Izračuni su provedeni na temelju klasične teorije za tanke ploče, koju čine teorija elastičnosti i Kirchhoff-Loveova hipoteza. Krutost pojedinog sloja utvrđena je teorijski u aksijalnoj konfiguraciji izmijenjenih vrijednosti matrice krutosti. Razvijeni su računski modeli laminata i provedena su simulacijska ispitivanja. Rezultati eksperimentalnih i analitičkih ispitivanja potvrđeni su metodom analize konačnih elemenata (FEM). Analize su provedene na dvije vrste furnirskih ploča s okomito usmjerenim slojevima furnira. Za analizu raspodjele naprezanja u pojedinim slojevima furnira furnirske ploče primijenjena je analitička i računska metoda, uz pretpostavku da je uzorak furnirske ploče rombo-anizotropni materijal. Utvrđeno je da kapacitet savijanja furnirske ploče ovisi o konfiguraciji pojedinih slojeva (furnira). Vrijednosti naprezanja koje proizlaze iz savijanja ne ovise samo o udaljenosti promatranog sloja od srednjeg sloja furnirske ploče, već i o krutosti u smjeru naprezanja. Čvrstoća na savijanje u pojedinim smjerovima furnirske ploče varira. Stoga se raspodjela naprezanja u pojedinim slojevima razlikuje od raspodjele naprezanja za homogene izotropne materijale. Rezultati su prikazani uz pomoć tablica, grafova i fotografi ja. Ispitivanja su provedena na standardnoj furnirskoj ploči od bukovine debljine 18 mm BFU-BU-18.