Određivanje svojstava kompozitnih uslojenih konstrukcija optičkim 3D mjerenjem deformacija uz primjenu numeričkih analiza

Na temelju teorije elastičnosti ortotropnih i anizotropnih kompozitnih materijala eksperimentalno su određene elastične konstante i nosivost (čvrstoća) ortotropnih kompozitnih materijala za namještaj za sjedenje te je provedena numerička potvrda eksperimentalnih rezultata analizom uz primjenu konačnih elemenata. U radu su određene ove konstante materijala: modul elastičnosti i Poissonov koeficijent (uzdužni i tangencijalni) te klizni modul za naprezanje u ravnini. Te konstante, izračunane na temelju 3D mjerenja deformacija, dovoljne su za određivanje konstitutivnih matrica uslojenog drva i za smanjenje krutosti kompozita, bez obzira na debljinu slojeva, orijentaciju vlakanaca i odabrani materijal. Na uzorcima od uslojenih podjednakih bukovih furnira provedena su eksperimentalna mjerenja krutosti, čvrstoće smicanja i savijanja, iako su za nove materijale dovoljna samo ispitivanja krutosti i smicajne čvrstoće u istom smjeru. Analiza krutosti i deformacija napravljena je sloj po sloj, kao i za smanjenu volumnu krutost višeslojnih ortotropnih ploča za stolce, metodom konačnih elemenata, uz primjenu kompozitnoga konačnog elementa, pri čemu se primijenjuje kombinacija reduciranih membranskih matrica i matrica savijanja. Numerička potvrda rezultata eksperimenta, uključujući sustav namještaja za sjedenje – stolce – provedena je primjenom softvera KOMIPS, koji u svojoj zbirci ima kompozitni konačni element za ploče. Eksperiment sa stolcima proveden je radi određivanja krutosti takvog sustava te je potvrđen analitičkim rezultatima i mjerenjima stvarnih pomaka na izabranim modelima. Rezultati istraživanja omogućuju dizajn, redizajn, konstruiranje i određivanje dimenzija ne samo stolaca nego i drugih nosača ili površina utemeljenih na uslojenom drvu.