Search
dr hab. inż. Agnieszka Sabik
Employment
- Associate professor at Katedra Wytrzymałości Materiałów
Publications
Filters
total: 43
Catalog Publications
Year 2024
-
Bone healing under different lay‐up configuration of carbon fiber‐reinforced PEEK composite plates
PublicationSecondary healing of fractured bones requires an application of an appropriate fixa-tor. In general, steel or titanium devices are used mostly. However, in recent years,composite structures arise as an attractive alternative due to high strength to weightratio and other advantages like, for example, radiolucency. According to Food andDrug Administration (FDA), the only unidirectionally reinforced composite allowed tobe implanted...
-
Comment on permeability conditions in finite element simulation of bone fracture healing
PublicationThe most popular model of the bone healing considers the fracture callus as poroelastic medium. As such it requires an assumption of the callus’ external permeability. In this work a systematic study of the influence of the permeability of the callus boundary on the simulated bone healing progress is performed. The results show, that these conditions starts to play significant role with the decrease of the callus size. Typically...
-
Comparative analysis of mechanical conditions in bone union following first metatarsophalangeal joint arthrodesis with varied locking plate positions: A finite element analysis
PublicationFirst metatarsophalangeal joint arthrodesis is a typical medical treatment performed in cases of arthritis or joint deformity. The gold standard for this procedure is arthrodesis stabilisation with the dorsally positioned plate. However, according to the authors’ previous studies, medially positioned plate provides greater bending stiffness. It is worth to compare the mechanical conditions for bone formation in the fracture callus...
-
Stiffness assessment of the laminate recovered from end-of-life wind turbine blade
PublicationIn the paper the stiffness parameters of the laminate recovered from an aerodynamic shell of a decommissioned wind turbine blade are evaluated. The aim of the work is to assess selected methods for identifying material data, as well as to estimate the level of stiffness degradation during turbine operation. Several practical identification methods are presented and compared. Two concepts of a single laminate layer are considered,...
Year 2023
-
On implementation of fibrous connective tissues’ damage in Abaqus software
PublicationConnective fibrous tissues, such as tendons and ligaments, in humans and animals exhibit hyperelastic behaviour. The constitution of the material of these tissues is anisotropic due to the presence of the collagen fibres, where one family of fibres is the typical case. Traumatic events and/or aging may sometimes lead to the damage of the tissue. The study of motion of affected joints or limbs is usually not permitted in vivo. This...
-
Przegląd aplikacji zużytych łopat turbin wiatrowych na potrzeby budownictwa infrastrukturalnego
PublicationArtykuł zawiera przedstawienie aktualnego stanu wiedzy na temat recyklingu i ponownego użycia łopat wirników turbin wiatrowych na potrzeby budownictwa infrastrukturalnego. Poruszana problematyka stała się w ostatnim czasie bardzo istotna, a prognozy i statystyki pokazują, że najbliższe lata, będące jednocześnie okresem intensywnego rozwoju energetyki wiatrowej, będą jeszcze bardziej niż kiedykolwiek wymagały opracowania metody...
Year 2022
-
Tensile failure study of 3D printed PLA using DIC technique and FEM analysis
PublicationThe paper presents the experimental and numerical study of the failure behaviour of Fused Filament Fabricated (FFF) Polylactic Acid (PLA) samples subjected to tensile load. The examined samples are printed in flat orientation with 0◦, 45◦ and 90◦ raster angles. During the experiments the deformation of the specimens is continuously scanned with the 3D Aramis measuring system utilizing the digital imaging correlation technique,...
Year 2021
-
Examination of selected failure criteria with asymmetric shear stresses in the collapse analysis of laminated shells
PublicationThe paper is concerned with failure analysis of composite shells performed with the usage of the nonlinear 6‐parameter shell theory with drilling rotation degree of freedom. This special theory embodies naturally unlim-ited translations and rotations and is suitable for analysis of irregular shells for instance with various, partic-ularly orthogonal, intersections. The presence of the drilling rotation is inherently accompanied...
-
Influence of the femoral offset on the muscles passive resistance in total hip arthroplasty
PublicationBackground Soft tissue tension is treated as a crucial factor influencing the post-THA dislocation. The femoral offset is regarded as one of the major parameters responsible for the stabilization of the prosthesis. It is unclear which soft tissue is mostly affected by the offset changes. Methods A finite element model of the hip was created. The model comprised muscles, bones, a stem, the acetabular component and a liner. The muscles...
Year 2020
-
Equivalent Single Layer Models in Free Vibration Analysis of Laminated Multi-Layered Plates
PublicationThe performance of selected equivalent single-layer (ESL) models is evaluated within several classical benchmark tests for small amplitude free vibration analysis of multi-layered plates. The authors elaborated their own Finite Element software based on the first-order shear deformation (FOSD) theory with some modifications incorporated including a correction of the transverse shear stiffness and an application of zigzag type functions....
-
On rotational instability within the nonlinear six-parameter shell theory
PublicationWithin the six-parameter nonlinear shell theory we analyzed the in-plane rotational instability which oc- curs under in-plane tensile loading. For plane deformations the considered shell model coincides up to notations with the geometrically nonlinear Cosserat continuum under plane stress conditions. So we con- sidered here both large translations and rotations. The constitutive relations contain some additional mi- cropolar parameters...
Year 2019
-
2-D constitutive equations for orthotropic Cosserat type laminated shells in finite element analysis
PublicationWe propose 2-D Cosserat type orthotropic constitutive equations for laminated shells for the purpose of initial failure estimation in a laminate layer. We use nonlinear 6-parameter shell theory with asymmetric membrane strain measures and Cosserat kinematics as the framework. This theory is specially dedicated to the analysis of irregular shells, inter alia, with orthogonal intersections, since it takes into account the drilling...
-
Equivalent single-layer models in deformation analysis of laminated multilayered plates
PublicationThe performance of selected Equivalent Single-Layer (ESL) models is evaluated within several classical benchmark tests for linear static analysis of multi-layered plates. The authors elaborated their own Finite Element software based on the first-order shear deformation theory (FOSD) with some modifications incorporated including a correction of the transverse shear stiffness and an application of zig-zag type functions. Seven...
-
In-plane shear nonlinearity in failure behavior of angle-ply laminated shells
PublicationThe paper concerns the progressive failure analysis of laminates with the in-plane shear nonlinearity accounted for.The nonlinear shear response of the layer is described by the constitutive relation treating the stresses as a function of strains. Thus it can be easily incorporated into the displacement-based FEM codes. The brittle failure mechanisms of the fibers and the matrix of the layer are recognized with the use of the Hashin...
-
Recent Achievements in Constitutive Equations of Laminates and Functionally Graded Structures Formulated in the Resultant Nonlinear Shell Theory
PublicationThe development of constitutive equations formulated in the resultant nonlinear shell theory is presented. The specific features of the present shell theory are drilling rotation naturally included in the formulation and asymmetric measures of strains and stress resultants. The special attention in the chapter is given to recent achievements: progressive failure analysis of laminated shells and elastoplastic constitutive relation...
Year 2018
-
A study on transverse shear correction for laminated sandwich panels
PublicationThe paper presents a study on an application of the First Order Shear Deformation Theory in a linear static analysis of elastic sandwich panels. A special attention has been given to the issue of the transverse shear correction. Two benchmark examples of sandwich plate problems with known reference solutions have been selected for a comparative analysis performed with own Finite Element codes. Interesting results allowed for drawing...
-
Direct shear stress vs strain relation for fiber reinforced composites
PublicationThe majority of fiber reinforced composites exhibit strong non-linear behavior in in-plane shear state. The effect is attributed to the micro-cracks appearing in the matrix and can be modeled on the micro and macro level. In this work the author proposes constitutive laws describing the non-linear in-plane shear response, which can be alternative for the relations commonly considered in the literature. The proposed equations are...
-
FEM simulation of laminate failure in the three point bending
PublicationThe paper presents a FEM simulation of failure of laminate subjected to the three point bending. The numeri-cal model is based on the equivalent single layer approach with 6-paramater non-linear shell theory kinematics. It is implemented in the non-commercial FEM code. The failure initiation is detected with the use of Tsai-Wu criterion. After the failure onset the progressive failure process is modelled through the appropriate...
-
Macierzowa analiza konstrukcji prętowych w środowisku MATLAB®
PublicationNiniejsza książka poświęcona jest metodzie przemieszeń w ujęciu macierzowym, znanej także pod nazwą bezpośredniej lub komputerowej metody przemieszczeń. Podejście to jest szczególnym przypadkiem metody elementów skończonych (MES), która jest od wielu lat powszechnie stosowana w działalności inżynierskiej, w tym do analizowania różnorodnych problemów mechaniki. Metoda przemieszczeń jest dedykowana rozwiązywaniu układów prętowych....
-
Nonlinear FEM analysis of irregular shells composed of fiber metal laminates
PublicationThe paper deals with the analysis of failure initiation in shells made of Fiber Metal Laminates (FML). The elas-tic material law for orthotropic lamina is stated accounting for asymmetric in-plane stress and strain measures. The asymmetry results from the employed general nonlinear 6-field shell theory where the generalized dis-placements involve the translation and the proper rotation field. The novelty of the presented results...
-
Progressive failure analysis of laminates in the framework of 6-field nonlinear shell theory
PublicationThe paper presents the model of progressive failure analysis of laminates incorporated into the 6-field non-linear shell theory with non-symmetrical strain measures of Cosserat type. Such a theory is specially recommended in the analysis of shells with intersections due to its specific kinematics including the so-called drilling rotation. As a consequence of asymmetry of strain measures, modified laminates failure criteria must...
Year 2017
-
Monitoring dojrzewania betonu skrzynki mostu MS3/B DK-16 - sekcja S3.18P
PublicationCelem niniejszego opracowania jest przeprowadzenie badań modułów sprężystości betonu klasy C60/75 oraz monitoring zmian temperaturowych w wybranych punktach sekcji S3.18P. System pomiaru temperatury służy także do wyznaczenia rzeczywistych wytrzymałości betonu w trakcie dojrzewania, sformułowania wskazówek dotyczących terminów demontażu deskowań lub weryfikacji terminów rozpoczęcia procesu sprężania konstrukcji.
Year 2016
-
Monitoring of concrete curing in extradosed bridge supported by numerical simulation
PublicationThe paper describes a mathematical model of concrete curing taking into account kinetics of setting reactions. The numerical model is implemented in the author’s program that was used to monitor thermal effects recorded in the concrete bottom plate of the extradosed bridge. Numerical approach was verified by experimental measurements and used for assessment of the current compressive strength due to degree of hydration of fresh...
-
Nonlinear FEM 2D failure onset prediction of composite shells based on 6-parameter shell theory
PublicationWithin the framework of the nonlinear 6-parameter shell theory with the drilling rotation and asymmetric stress measures, the modifications of Tsai-Wu and Hashin laminate failure initiation criteria are proposed. These improvements enable to perform first ply failure estimations taking into account the non-symmetric stress measures. In order to check the validity of the proposed criteria, finite element analyses are performed with...
-
On constitutive relations in the resultatnt non-linear theory of shells
PublicationThe authors summarize their current research in the field of constitutive modelling in the framework of non-linear 6-parameter shell theory. In particular the description of isotropic, multilayered composite and functionally graded shells is presented.
Year 2015
-
Arc-length Algorithm Efficiency in the Analysis of Thermally Loaded Multilayered Shells
PublicationThis paper concerns the efficiency study of the arc-length algorithm in the geometrically non-linear analysis of thermally loaded multilayered shells. The thermal loading is considered as the one-way thermo-mechanical coupling effect. Two implementations of the arc-length method are examined: the path-following technique available in NX-Nastran and the RiksWempner-Ramm algorithm adopted in the authors’ computer code SHLTH. It is...
-
Thermo-elastic non-linear analysis of multilayered plates and shells
PublicationGeometrically nonlinear FEM analysis of multilayered composite plates and shells is performed in order to resolve the stability problem of the structures being under the influence of temperature field. The Riks-Wempner-Ramm algorithm with a specially modified multi-choice unloading condition has been implemented in authors’ numerical code. As the representation of multilayered medium the Equivalent Single Layer approach with the...
Year 2014
-
Computations of critical load value of composite shell with random geometric imperfections
PublicationThe work presents the numerical analysis of composite shell with geometric imperfections subjected to compression along its generatrix. The imperfections are described as single indentations and random fields with random parameters of shape and correlation. The fields are generated with the use of the authors made program. Using the authors’ FEM software as well as commercial package Femap with NX Nastran, the critical load values...
-
Failure Analysis of footbridge made of composite materials
PublicationFinite element method analysis of a pedestrian footbridge made of sandwich material is presented. The internal structure of the material is modelled as a structural shell assuming the Equivalent Single Layer approach (ESL). Two FEM commercial codes are employed. The response of the structure is studied in order to determine the load level that activates Hashin and Tsai-Wu failure criteria. Some practical aspects of designing footbridges...
Year 2013
-
Large thermo-elastic displacement and stability FEM analysis of multilayered plates and shells
PublicationThe paper concerns the load capacity analysis of thermally loaded multilayered plates and shells. The multilayered body is treated as an equivalent single layer whose kinematics is consistent with first order shear deformation theory. The authors focus on the thermo-elastic stability problem of the thin-walled structures. The equilibrium paths are traced with the use of Riks-Wempner-Ramm algorithm. By making use of the Tsai-Wu...
Year 2012
-
Analiza stateczności powłok warstwowych obciążonych termicznie. - A. Sabik.
PublicationPracę poświęcono numerycznej analizie kompozytowych powłok warstwowych poddanych wpływom termicznym w postaci równomiernego ogrzania lub gradientu temperatury. Zaprezentowano efektywny algorytm numeryczny umożliwiający analizę stateczności paneli wielowarstwowych, polegający na realizacji analizy przyrostowej z uwględnieniem dużych deformacji w ramach stacjonarnego opisu Lagrange'a. W każdym kroku przyrostowym kontrolowano stan...
-
Numeryczna analiza kompozytowych powłok warstwowych z uwzględnieniem wpływów termicznych
PublicationCel pracy stanowi sformułowanie efektywnego algorytmu numerycznego do analizy kompozytowych powłok warstwowych obciążonych temperaturą. Ponieważ panele kompozytowe podlegają często dużym deformacjom jeszcze w zakresie przed-krytycznym, przeprowadzana jest analiza geometrycznie nieliniowa. Informację o nośności konstrukcji wzbogaca analiza wytężenia materiału, przeprowadzana w każdym kroku przyrostowym przy wykorzystaniu hipotezy...
Year 2011
-
Modeling of Composite Shells in 6-Parameter Nonlinear Theory with Drilling Degree of Freedom
PublicationWithin the framework of a 6-parameter nonlinear shell theory, with strain measures of Cosserat type, constitutive relations are proposed for thin elastic composite shells. The material law is expressed in terms of five engineering constants of classical anisotropic continuum plus an additional parameter accounting for drilling stiffness. The theory allows for unlimited displacements and rotations. A number of examples are presented...
-
Stability analysis of multilayered composite shells with cut-outs
PublicationW pracy analizowana jest stateczność ściskanej osiowo kompozytowej powłoki warstwowej. Badany jest wpływ usytuowanego centralnie w powłoce kwadratowego otworu na stateczność konstrukcji. Obliczenia wykonano w programie NX-Nastran (wersja 6.0). Poziom obciążeń krytycznych wyznaczony został w rozwiązaniu liniowym (liniowy problem własny) oraz na drodze analizy przyrostowej z uwzględnieniem dużych przemieszczeń (statyka nieliniowa)....
Year 2010
-
Imperfection sensitivity of multilayered composite shells
PublicationW pracy analizowana jest stateczność cylindrycznej powłoki warstwowej poddanej osiowemu ściskaniu. Badany jest wpływ początkowych imperfekcji geometrycznych na zachowanie konstrukcji. Obliczenia realizowane są w programie Nastran (ver. 6.0).
-
Laminated shells in nonlinear six-parameter shell theory
PublicationW pracy proponowany jest związek konstytutywny dla powłoki warstwowej w ramach 6-paramatrowej nieliniowej teorii powłok z miarami odkształceń jak w ośrodku Cosseratów. Zaletą podejścia jest bezpośrednie zastosowanie inżynierskich stałych materiałowych.
-
Modelowanie warstwowych struktur powłokowych za pomocą sześcioparametrowej teorii powłok
PublicationW pracy zaprezentowano numeryczny model powłoki warstwowej z przecięciami bazujący na 6-parametrowej nieliniowej teorii z niesymetrycznymi miarami odkształceń ośrodka Cosseratów. Przyjęte sformułowanie związku konstytutywnego umożliwia bezpośrednie zastosowanie inżynierskich stałych materiałowych. Efektywność modelu ilustrują przykłady numeryczne z zakresu geometrycznie nieliniowej analizy powłok.
Year 2009
-
Numerical analysis of laminated shells under in-plane axial compression
PublicationW pracy analizowana jest stateczność powłoki warstwowej poddanej osiowemu ściskaniu. Badany jest wpływ wariantów uwarstwienia oraz warunków podparcia krawędzi obciążonej na zachowanie konstrukcji. Wyniki numeryczne porównano z eksperymentem.
Year 2008
-
Analiza płyt laminowanych z zastosowaniem zastępczych modeli jednowarstwowych
PublicationW pracy przedstawiono analizę porównawczą wybranych modeli obliczeniowych płyt warstwowych, zgodnych z koncepcjš zastępczego modelu jednowarstwowego (Equivalent Single Layer - ESL). Rozważono trzy modele bazujące na teorii ścinania pierwszego rzędu: dwa modele autorskie oraz model paneli laminowanych dostępny w systemie MSC/NASTRAN. Zróżnicowanie modeli wynika z odmiennego podejścia do tzw. korekty ścinania. Przeprowadzono obliczenia...
-
Composite shells in 6-field nonlinear shell theory
PublicationW pracy przedstawiono równanie konstytutywne uwzględniające wielowarstwowość materiału powłoki. Równania wyprowadzono bazując na podejściu Equivalent Single Layer
-
Linear analysis of laminated multilayered plates with the application of zig-zag function
PublicationW pracy analizowany jest dwuwymiarowy model MES płyty warstwowej bazujący na teorii ścinania pierwszego rzędu, w którego sformułowaniu uwzględnione są dodatkowo efekt zig-zag oraz warunki równowagi międzywarstwowej. Zygzakowa deformacja przekroju modelowana jest poprzez wzbogacenie liniowego rozkładu przemieszczeń teorii ścinania pierwszego rzędu kawałkami ciągłą funkcją Murakami'ego. Pole przemieszczeń w prezentowanym sformułowaniu...
Year 2007
-
O metodach obliczania naprężeń poprzecznego ścinania w analizie płyt warstwowych
PublicationW pracy omówiono trzy metody wyznaczania profili naprężeń poprzecznego ścinania ze szczególnym zwróceniem uwagi na możliwości ich zastosowania w analizie konstrukcji warstwowych. Praktyczne porównanie analizowanych metod przeprowadzono dla płyty warstwowej typu sandwicz oraz dla płyty kompozytowej o krzyżowym ułożeniu włókien (cross-ply). W obliczeniach zastosowano zastępczy jednowarstwowy model płyty laminowanej, w którym uwzględniono...
Year 2006
-
Analiza płyt warstwowych z zastosowaniem funkcji zig-zag.
PublicationW pracy analizowany jest model płyt warstwowych oparty na Teorii Ścinania Pierwszego Rzędu i wzbogacony o uwzględnienie efektu zig-zag oraz warunków równowagi międzywarstwowej. Zastosowano mieszane sformułowanie wariacyjne Reissnera z niezależną interpolacją przemieszczeń i naprężeń poprzecznych w przekroju. Założono paraboliczny w każdej warstwie rozkład naprężeń poprzecznych spełniający warunki ciągłości na granicach warstw....
seen 3768 times