Lyukgyengített vékonyfalú szerkezeti elemek vizsgálata

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Vásárhelyi Pál Építőmérnöki és Földtudományi Doktori Iskola

Ádány Sándor

építőmérnöki tudományok

Lyukgyengített szerkezeti elemeket számos kutatás vizsgált az elmúlt években, évtizedekben. Számos publikáció foglalkozik lineáris stabilitásvizsgálattal, míg mások a nemlineáris viselkedést igyekeznek vizsgálni, akár valós kísérletek, akár fejlett numerikus vizsgálatok segítségével. Ugyanakkor számos olyan numerikus módszer is napvilágot látott, amelyik kifejezetten a lyukgyengített vékonyfalú elemek vizsgálatára lett kifejlesztve. Ezen numerikus módszerek között említendő a végessávos módszer (VSM), melynek létezik lyukgyengített szerkezeti elemekre kiterjesztett változata, mely főleg nagyszámú, kisebb méretű, reguláris elrendezésű lyuk esetén alkalmazható, mint amilyenek pl. állványrendszerek oszlopai. Létezik olyan javaslat is, mely a közönséges VSM eljárást alkalmazza a lyukgyengített szerkezeti elemekre, a lyukak hatását redukált vastagsággal (közelítőleg) figyelembe véve. Ezen VSM eljárások segítik a lyukgyengített elemek méretezését, de nem alkalmasak a különféle viselkedési módok elkülönítésére, a deformációk dekompozíciójára. A közelmúltban két kutatócsoport is publikált GBT (általánosított gerendaelmélet) alapú számítási eljárást lyukgyengített szerkezeti elemek lineáris stabilitásvizsgálatára. E két (jelentősen eltérő) eljárás alkalmas a viselkedési módok dekompozíciójára (pl. közvetlenül a torzulásos horpadáshoz tartozó kritikus teher meghatározására) és a deformációk modális identifikációjára, de ezen eljárások relatíve bonyolultak és bizonyos korlátokkal alkalmazhatóak (pl. nem-szabályos alakú lyukak, vagy bonyolult elrendezkedésű lyukak nehezen vagy egyáltalán nem kezelhetőek). Olyan javaslat is született, mely kereskedelmi végeselemes szoftverhez illeszkedően definiál általános kényszerfeltételeket, ezzel lehetővé téve a modális dekompozíciót (legalábbis közelítően), elvileg lyukgyengített elemek esetén is. Végül megemlítendő egy közelmúltbeli javaslat, a cFEM (elmozduláskorlátozott végeselem módszer), amely egy fejlett modális dekompozícióra képes héjvégeselemes eljárás. A cFEM alkalmazható lyukgyengített szerkezeti elemek vizsgálatára is, lényeges korlátozások nélkül.
A különféle kutatások ellenére a lyukak hatása a vékonyfalú szerkezeti elemek viselkedésére még továbbra sem teljesen tisztázott. Általánosságban is igaz, hogy a vékonyfalú elemek viselkedése bonyolult, különféle viselkedési módokkal jellemezhető, sok esetben ezen viselkedési formák interakcióban jelentkeznek. Ha az elemben lyukak vannak, a vseilkedés tovább komplikálódik. A javasolt kutatás célja a lyukak hatásának a vizsgálata vékonyfalú szerkezeti elemek viselkedésére, különös tekintettel a (gyakran mértékadó) stabilitási viselkedésre (pl. kihajlás, kifordulás, torzulásos horpadás, lemezhorpadás, nyírási horpadás, beroppanás). Mind lineáris (pl. lineáris egyensúlyelágazás), mind nemlineáris vizsgálatok szükségesek, beleértve a teherbírás meghatározásának tervezési eljárásait is. A kutatások elsődleges eszköze a végeselemes módszer, köztük nemlineáris szimulációs analízisek és cFEM számítások. A doktorandusz jelölttel szemben elvárás a végeselemes analízisben való jártasság (pl. Ansys), és a MatLab programozás (legalább elemi szinten).

1 fő

BMETM

2018-05-31