prof. dr hab. inż. Wojciech Witkowski
Zatrudnienie
- Profesor w Katedra Wytrzymałości Materiałów
Publikacje
Filtry
wszystkich: 96
Katalog Publikacji
-
Badania systemów powstrzymujących pojazd przed wypadnięciem z drogi - cz. I
PublikacjaTransportation systems are designed and used so as to effectively and safely relocate people, goods and services. Despite this there are numerous hazards that disrupt or damage these systems. Risks such as extreme weather conditions, terrorist threats, landsliders or earthquakes are difficult to predict, manage and mitigate. One of the hazards for transportation systems are accidents, and their impact on the transport functioning...
-
Badania systemów powstrzymujących pojazd przed wypadnięciem z drogi - cz. II
PublikacjaW artykule zaprezentowana została tematyka systemów powstrzymujących pojazd przed wypadnięciem z drogi. Podczas codziennego użytkowania dróg występuje szereg zagrożeń, które wpływają na bezpieczeństwo. Badanie, identyfikacja i klasyfikacja zagrożeń stanowią istotny element utrzymania dróg. Artykuł stanowi drugą część podjętej problematyki. Pierwsza została opublikowana w magazynie Mosty nr 3-4/19 str. 66-68.
-
Three-point bending test of sandwich beams supporting the GFRP footbridge design process - validation
PublikacjaSome selected aspects concerning material and construction design issues for pedestrian footbridge made of GFRP composite materials are elaborated in this paper. The analysis is focused on validation tests, which are particularly important because of the advanced technology and materials that are used for this innovative bridge. The considered footbridge is a sandwich-type shell structure comprising of PET foam core and outer skins...
-
On constitutive relations in the resultatnt non-linear theory of shells
PublikacjaThe 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.
-
On the use of enhanced strain formulation in 6-field nonlinear shell theory with asymetric strain measures
PublikacjaW pracy zbadano możliwość zastosowania techniki wzbogaconych odkształceń do usunięcia zjawiska blokady w elementach skończonych opracowanych w ramach 6-parametrowej nieliniowej teorii powłok z niesymetrycznymi miarami odkształceń membranowych. Przedstawiono i porównano 4 warianty pol wzogacających odkształcenia
-
Four-node semi-EAS element in six-field nonlineartheory of shells
PublikacjaW pracy sformułowano 4-węzłowy powłokowy element skończony dla konstrukcji powłokowych. Element opracowano w ramach nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok z niesymetrycznymi miarami odkształceń membranowych. Kinematyka powłoki jest opisana przez dwa pola: translacji i obrotów, przy czym wszystkie trzy parametry obrotu traktowane są jako niezależne. W wyniku tego sformułowany element nadaje się do analizy struktur powłokowych...
-
On some aspects of torsional buckling of thin-walled I-beam columns
PublikacjaW pracy podsumowano wyniki badań zjawiska wyboczenia skrętnego prętów o przekroju dwuteowym. Zbadano wpływ początkowego wygięcia giętnego na wartość siły krytycznej wyboczenia skrętnego. Z zasady stacjonarności energii potencjalnej wyprowadzono równania różniczkowe wyboczenia skrętnego. Wartość siły krytycznej wyznaczono stosując podejście perturbacyjne. Wyniki analityczne porównano z rezultatami otrzymanymi za pomocą 6-parametrowej...
-
On shear correction factors in the non-linear theory of elastic shells
PublikacjaW pracy wyprowadzono analitycznie wartości korekcyjnych współczynników ścinania dla ścinania poprzecznego oraz dla momentów owinięcia w ramach nieliniowej sześcioparametrowej teorii powłok. Wartości wyprowadzono poprzez odpowiednie sformułowanie komplementarnej energii sprężystej. Na drodze analizy przy pomocy MES, badano wpływ wartości współczynników na położenie punktów bifurkacji, deformacje, całkowitą energię sprężystą układu...
-
Synteza sformułowania nieliniowej mechaniki powłok podlegających skończonym obrotom w ujęciu MES. - W. Witkowski.
PublikacjaW pracy podsumowano doświadczenia Autora dotyczące wybranych aspektów nieliniowej analizy numerycznej powłok, ze szczególnym uwzględnieniem powłok warstwowych. Studium rozwinięto w ramach nieliniowej sześcio-parametrowej teorii powłok, w której szóstym parametrem jest obrót prostopadły do powierzchni odniesienia powłoki. Zapisano zasady zachowania dla ciała typu powłoka i omówiono przejście do lokalnych równań równowagi. Przedstawiono,...
-
Modelowanie propagacji fal sprężystych w tarczy typu T w kontekście możliwości diagnostycznych
PublikacjaTematem pracy są symulacje przebiegu fal sprężystych w płaskiej tarczy o kształcie przypominającym literę T. Obliczenia wykonano, stosując metodę elementów spektralnych. Porównawcze rozwiązania numeryczne wykonane zostały dla tarczy nieuszkodzonej, jak również dla tarczy z wprowadzonym uszkodzeniem. Zadaniem rejestrowanych sygnałów czasowych przyspieszeń fal sprężystych jest próba wykrycia i zlokalizowania uszkodzenia. W pracy...
-
Numerical simulations of novel GFRP sandwich footbridge
PublikacjaIn the following paper some aspects of numerical analysis and designing stages of a footbridge made of composite materials are elucidated. Because of the used materials the design process in this case is not ordinary and requires the development of concepts, material selections, identification of material properties, numerical simulations, strength calculations, serviceability and durability analyses. This contribution presents...
-
Wybrane aspekty formułowania, implementacji oraz aplikacji 6-parametrowej nieliniowej teorii powłok
Publikacjapracy przedstawiono rekapitulację stanu wiedzy w zakresie nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok, w której szóstym parametrem jest obrót prostopadły do powierzchni odniesienia powłoki tzw. obrót owinięcia (ang. drilling rotation). Zasadnicze fundamenty teorii 6-parametrowej wynikają z pracy między innymi osób: pierwotnego podejścia E. Reissnera podjętego dalej przez takich badaczy jak A. Libai, J.G. Simmonds, J. Makowski, W....
-
BADANIA WALIDACYJNE BELEK PRZEKŁADKOWYCH W PROCESIE PROJEKTOWANIA KŁADKI KOMPOZYTOWEJ
PublikacjaW pracy zaprezentowano badania walidacyjne dotyczące projektu kompozytowego przęsła mostu dla pieszych, opracowywanego w ramach projektu badawczego Fobridge. Projektowana kładka ma rozpiętość 16 m oraz szerokość użytkową 2,5 m. Konstrukcja będzie wykonana z laminatu polimerowego (GRFP) oraz rdzenia piankowego z politereftalanu etylenu (PET). Proponowane rozwiązanie jest zgodne ze współczesnymi tendencjami w inżynierii mostowej...
-
Elastoplastic material law in 6-parameter nonlinear shell theory
PublikacjaWe develop the elastoplastic constitutive relations for nonlinear exact 6-parameter shell theory. A J2-type theory with strain hardening is formulated that takes into account asymmetric membrane strain measures. The incremental equations are solved using implicit Euler scheme with closest point projection algorithm. The presented test example shows the correctness of the proposed approach. Influence of micropolar material parameters...
-
Założenia systemu i wstępne wyniki z monitoringu podczas montaż pierwszego przęsła mostu łukowego przez rzekę Wisłę w Toruniu
PublikacjaW pracy zaprezentowano założenia systemu monitoringu łukowego mostu głównego przez rzekę Wisłę w Toruniu w trakcie jego wznoszenia. Dzięki jego zamontowaniu możliwa jest bieżąca kontrola poprawności pracy konstrukcji. Budowany most drogowy w Toruniu jest dwuprzęsłową konstrukcją łukową o rekordowej w skali kraju rozpiętości przęseł 2x270 m. Dźwigary główne stanowią dwa nachylone do siebie stalowe łuki o zamkniętym przekroju skrzynkowym...
-
Equivalent 4-node enhanced assumed strain and hybrid stress shell elements in 6-parameter theory
PublikacjaWe discuss the equivalence of semi-enhanced assumed strain (EAS) and semi-hybrid stress (SEM) shell finite elements. We use the general nonlinear 6-field shell theory with kinematics composed of generalized displacements composed of the translation field and the rotation field. Due to the presence of rotation tensor the elements have naturally six nodal engineering degrees of freedom. We propose interpolation for a strain field...
-
Diagnostyka betonowych belek poddanych zginaniu z zastosowaniem propagacji fal sprężystych
PublikacjaW artykule przedstawiono badania eksperymentalne i symulacje numeryczne propagacji fal sprężystych w belce betonowej zginanej trójpunktowo przeprowadzone na potrzeby diagnostyki ultradźwiękowej. W eksperymencie wykorzystano zjawisko propagacji fal generowanych wzbudnikiem piezoelektrycznym i ich pomiar za pomocą odbiornika piezoelektrycznego umieszczonego po przeciwległej stronie belki. Porównanie danych pomiarowych z wynikami...
-
Experimental tests and numerical simulations of full scale composite sandwich segment of a foot- and cycle- bridge
PublikacjaIn the paper experimental tests and numerical simulations of a full cross-section segment of ultimately designed foot-and cycle-bridge are presented. The experimental tests were conducted on element with length reduced to 3 m and unchanged (target) cross-section dimensions. The external skin of structure is GFRP laminate while internal core is PET foam. Several quasi-static tests were performed using hydraulic cylinder to generate...
-
Badania numeryczne zderzenia autobusu w układzie bariera i kratownicowa konstrukcja wsporcza
PublikacjaZdarzenia spowodowane wypadnięciem pojazdu z trasy stanowią 20 – 30 % ogółu zdarzeń niebezpiecznych na drogach. Najczęściej występującymi przeszkodami i niebezpiecznymi obiektami przy drodze, w które uderza wypadający z niej pojazd są: bariery na autostradach i drogach ekspresowych oraz drzewa, słupy i znaki drogowe na innych szlakach. Do opracowania metody projektowania, tj. doboru lokalizacji i rodzaju urządzeń bezpieczeństwa...
-
Simple model of rain wind induced vibrations of stayed cables.
PublikacjaAnalizowano prosty, liniowy model drgań kabli mostów wantowych pod obciążeniem wiatrem i deszczem. Zakłada się, iż częstotliwość ruchu górnej kropli po powierzchni kabla i częstotliwość kabla są równe oraz iż amplituda ruchu kropli dla danej prędkości wiatru są stałe. Otrzymane rezultaty są porównane z istniejącymi w literaturze wynikami badań eksperymentalnych. Podaje się analityczne związki służące do oszacowania tłumienia...
-
Modelowanie drgań kabli wywołanych działaniem wiatru i deszczu
PublikacjaW referacie zaproponowano prosty, liniowy model drgań kabli mostów wantowych obciążonych wiatrem i deszczem. Założono, iż częstotliwość ruchu górnej kropli po powierzchni kabla i częstotliwość kabla są równe oraz iż amplituda ruchu kropli dla danej prędkości wiatru są stałe. Otrzymane rezultaty porównano z istniejącymi w literaturze wynikami badań eksperymentalnych. Podano analityczne związki służące do oszacowania tłumienia aerodynamicznego...
-
Some remarks about numerical stability in nonlinear dynamics on the basic of truss structures.
Publikacja.
-
Torsional buckling of thin walled I beam column with warping stiffeners.
Publikacja.
-
Pewne aspekty zastosowania skończonych elementów EAS w zagadnieniach geometrycznie nieliniowych.
PublikacjaOpracowanie zawiera wyniki badań nad zastosowaniem elementów o wzbogaconym polu odkształceń w zakresie geometrycznie nieliniowym. Badania dotyczą wpływu dystorsji siatki na zbieżność rozwiązania. Przykład wskazuje na przewagę elementu o wzbogaconym polu odkształceń nad standardowym elementem przemieszczeniowym w zakresie dużych przemieszczeń.
-
Ocena efektywności 4-węzłowych elementów powłokowych.
PublikacjaW ramach nieliniowej sześcioparametrowej teorii powłok wprowadzono rodzinę 4-węzłowych elementów skończonych klasy C0. W pracy analizuje się wrażliwość tychże elementów na zjawisko blokady/zakleszczenia (ang. locking effect). Rozważania ograniczone są do liniowej statyki. Formułuje się zasadę prac wirtualnych i zasadę wariacyjną Hu-Washizu, z których wynikają postaci macierzy elementowych. Następnie w przykładach analizuje się...
-
Torsional buckling paradox - extended studies.
PublikacjaAnalizowano wyboczenie skrętne pręta cienkościennego o dwuteowym przekroju poprzecznym ze zmienną szerokością półek. Wykazano, że siła krytyczna wyboczenia skrętnego może przekraczać granice wyznaczone przez siły odpowiadające prętom o stałych ekstremalnych szerokościach półek. Ten paradoksalny wynik uzyskano w ramach teorii prętów cienkościennych o przekroju nieodkształcalnym. Przeanalizowano siłę krytyczną wyboczenia skrętnego...
-
Efektywny 4-węzłowy element skończony o wzbogaconym polu odkształceń w nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok.**2005, 144 s. 85 rys. 20 tab. bibliogr. 127 poz. maszyn.
PublikacjaCelem rozprawy doktorskiej było opracowanie efektywnego elementu skończonego, bazującego na technice wzbogaconych odkształceń w nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok.Omówiono podstawy mechaniki powłok oraz działania na grupie obrotów SO(3).Wprowadzono i zlinearyzowano zmodyfikowaną zasadę wariacyjną Hu-Washizu.Omówiono techniki interpolacji i akumulacji pol niewiadomych z uwzględnieniem grupy obrotów SO(3).Omówiono koncepcję...
-
Dynamics based on six-field theory of shells in the context of energy-conserving scheme
PublikacjaPraca dotyczy zaproponowanego algorytmu zachowującego energię w całkowaniu równań ruchu powłok sprężystych sformułowanych w ramach teorii sześcioparametrowej. Zawiera podstawowe założenia konieczne do formułowania schematów i podstawowe testy numeryczne. Aproksymacja przestrzenna zagadnienia oparta jest o Metodę Elementów Skończonych zaś aproksymacja w czasie wykorzystuje regułę punktu środkowego. Przykłady analizy dynamicznej...
-
Elastic wave propagation in frame structure in the context of structural health monitoring
PublikacjaPraca dotyczy propagacji fal sprężystych r konstrukcji ramowej w ośrodku typu belka Timoszenki. Do obliczeń numerycznych wykorzystano wielowęzłowe spektralne elementy skończone klasy C0. Omówiono algorytm całkowania po czasie i sformułowano wnioski dotyczące liczby węzłów na długość fali.
-
Modelling of wave propagation in spatial frame elements - numerical simulations and experimental works
PublikacjaW pracy porównano rozwiązania propagacji fal sprężystych w ośrodku typu belka Timoszenki, uzyskane na drodze eksperymentalnej i numerycznej. Do obliczeń numerycznych wykorzystano wielowęzłowe spektralne elementy skończone klasy C0.Omówiono algorytm całkowania po czasie i sformułowano wnioski dotyczące liczby węzłów na długość fali.
-
Buckling analysis of shell structures with stochastic imperfections using six parameter nonlinear shell theory
PublikacjaPrzedstawiono wpływ wstępnych losowych imperfekcji geometrycznych na wartość obciążenia krytycznego powłoki. W obliczeniach zastosowano autorski program MES wykorzystujący 6-cio parametrową nieliniową teorię powłok.
-
Formulation of spectral truss element for guided waves damage detection in spatial steel trusses
PublikacjaW pracy przedstawiono sformułowanie wielowęzłowego elementu spektralnego oraz odpowiedniego schematu całkowania ukierunkowanego na problem propagacji fal w kratownicach przestrzennych o dowolnej geometrii. Zaproponowane podejście nie ogranicza liczby węzłów w elemencie kratowym. Porównawcze rozwiązania numeryczne przeprowadzono dla konstrukcji idealnej (w stanie nieuszkodzonym) oraz dlakonstrukcji z miejscową nieregularnością w...
-
4-Node combined shell element with semi-EAS-ANS strain interpolationsin 6-parameter shell theories with drilling degrees of freedom
PublikacjaW pracy sformułowano 4-węzłowy powłokowy element skończony klasy C0, w ramach nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok. W celu uniknięcia zjawiska blokady (locking effect) wykorzystano technikę EAS do niesymetrycznych odkształceń membranowych i ANS do odkształceń poprzecznych.Przedstawiono przykłady potwierdzające poprawność sformułowania.
-
Laminated shells in nonlinear six-parameter shell theory
PublikacjaW 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.
-
Composite shells in 6-field nonlinear shell theory
PublikacjaW pracy przedstawiono równanie konstytutywne uwzględniające wielowarstwowość materiału powłoki. Równania wyprowadzono bazując na podejściu Equivalent Single Layer
-
Nonlinear FEM analysis of irregular shells composed of fiber metal laminates
PublikacjaThe 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...
-
Wpływ miejsca uderzenia w stalową barierę ochronną oraz uwarstwienia gruntu na wartość parametru ASI podczas testu TB11
PublikacjaBariery stalowe są najczęściej stosowanym rodzajem barier ochronnych. Ich podstawowym zadaniem jest zapobieganie zjechaniu pojazdu z drogi w miejscach szczególnie niebezpiecznych. Bariery stosowane na europejskich drogach muszą spełniać wymagania norm EN 1317. Jednym z najważniejszych parametrów pozwalających klasyfikować bariery ochronne pod kątem zapewnienia stopnia bezpieczeństwa w trakcie incydentu jest wskaźnik intensywności...
-
Numerical crash analysis of the cable barrier
PublikacjaSafety barriers are used to increase road safety. Their basic task is to prevent the errant vehicle from getting off the road in places which are potentially dangerous for vehicle passengers. Barriers, which are used on European roads, must fulfill the requirements of EN 1317 standards by passing appropriate crash tests. Because of their high cost, numerical simulations are increasingly used to evaluate the properties of safety...
-
ON ESTIMATION OF OCCUPANT SAFETY IN VEHICULAR CRASHES INTO ROADSIDE OBSTACLES USING NON-LINEAR DYNAMIC ANALYSIS
PublikacjaThe article describes a comparison of two general methods of occupants safety estimation based on a numerical examples. The so-called direct method is mainly based on the Head Injury Criterion of a crash test dummy in a vehicle with passive safety system while the indirect method uses a European standards approach to estimate impact severity level. Numerical simulations in LS-DYNA have been conducted.
-
LS-DYNA simulations of the impacts of a 38-ton Heavy Goods Vehicle into a road cable barrier
PublikacjaNowadays, more and more attention is being paid to safety on roads and motorways. It is due to the continuous development of road and motorway network and a significant increase of the number of vehicles on roads. To meet the expectations of improving road safety in Poland, the Road Innovations Development (RID) research programme was implemented in 2016. The aim of the RID 3A - Road Safety Equipment (RoSE) project is a comprehensive...
-
Symulacje numeryczne jako wsparcie badania właściwości barier ochronnych
PublikacjaArtykuł przedstawia możliwości wykorzystania symulacji numerycznych do badań efektywności urządzeń bezpieczeństwa ruchu drogowego w aspekcie sposobów ich konfgurowania. Obecnie w celu dopuszczenia do stosowania bariery ochronne muszą przejść specjalistyczne testy zderzeniowe. Ze względu na wysoki koszt tych badań coraz częściej producenci barier oraz inne podmioty odpowiadające za urządzenia bezpieczeństwa ruchu drogowego (brd)...
-
Geometrically Nonlinear Analysis of Functionally Graded Shells Based on 2-D Cosserat Constitutive Model
PublikacjaIn this paper geometrically nonlinear analysis of functionally graded shells in 6-parameter shell theory is presented. It is assumed that the shell consists of two constituents: ceramic and metal. The mechanical properties are graded through the thickness and are described by power law distribution. Formulation based on 2-D Cosserat constitutive model is used to derive constitutive relation for functionally graded shells. Numerical...
-
On the influence of shell element properties on the response of car model in crash test
PublikacjaIt goes without saying that numerical simulations play important role in the modern engineering practice. Contemporary CAD environments combined with FEM solvers, along with computer power of modern processors, give the engineer fast and efficient tool. Ultimately, however it is the user alone who is responsible for the correctness of the results. As long as the FEM calculations remain in the sphere of academic exercise, the inevitable...
-
TB11 test for short w-beam road barrier
PublikacjaFEM (Finite Element Method) is well-suited and widely used tool for simulating a range of phenomena: from these with simple and static behaviour, up to those complicated, highly nonlinear and involving many contacts. In present paper we use one of the advantages of FEM: parametric study could be easily performed and is more economical than series of in-situ tests. If recommended practices is carefully followed, results obtained...
-
Zastosowania monitoringu technicznego w konstrukcjach budowlanych
PublikacjaW artykule przedstawiono najnowsze rozwiązania stosowane w systemach monitorin-gu technicznego konstrukcji budowlanych ze szczególnym uwzględnieniem modułów ultra-dźwiękowych, systemów bazujących na drganiach konstrukcji oraz systemów światłowodowych.
-
Zastosowanie metody elementów spektralych do modelowania zjawisk propagacji fal sprężystych dla celów diagnostyki
PublikacjaW artykule przedstawiono modelowanie propagacji fal sprężystych przy pomocy metody elementów spektralnych na bazie płytowych elementów Mindlina. Zaletą tego sformułowania jest diagonalizacja macierzy mas wynikająca ze zgodności rozkładu węzłów elementu wzorcowego i fizycznego z położeniem punktów całkowania kwadraturą Gaussa-Lobatto-Legendre'a. W pracy przedstawiono symulacje propagacji fal giętnych wzbudzonych na jednej krawędzi...
wyświetlono 3141 razy