Vékonyfalú szerkezeti elemeket számos helyen alkalmaznak a szerkezet-építőmérnöki gyakorlatban. Az egyik tipikus előfordulás a hidegen alakított acélszerkezetek (HAA), melyeket régebben főként másodlagos teherviselő funkcióban alkalmaztak (pl. szelemen, falváztartó), de manapság egyre elterjedtebben alkalmaznak elsődleges teherviselő funkcióban is, például HAA rácsos tartók vagy keretek részeként. Ezen elemek gyártás- és szerelési technológiájának köszönhetően a keresztmetszetek egyszeresen szimmetrikusak vagy aszimmetrikusak, az elemek gyakran speciális kötőelemekkel kapcsolódnak egymáshoz (pl. önmetsző csavarok), és az elemek terhelése gyakran (többféle módon is) külpontos. A HAA elemeket felhasználják összetett szelvények készítésére is, és – a szerkezet-építőmérnöki gyakorlatban szinte egyedülálló módon – a HAA elemeket gyakran úgy erősítik, hogy egyszerűen egymásra helyezik (pl. szelemenek átlapolása, vagy trapézlemezek kettőzése, stb.)
Általánosságban is elmondható, hogy a vékonyfalú elemek viselkedése összetett, köszönhetően az alkotólemezek nagy karcsúságának. HAA esetén a viselkedés tovább bonyolódhat a HAA elemek sajátosságai miatt, mint pl. aszimmetria, külpontosságok. A komplex problémák egy klasszikus mérnöki megközelítése, hogy a viselkedést egyszerűbb viselkedési formák szuperpozíciójaként értelmezzük. Másként fogalmazva, pl. az elmozdulásokat egyszerűbb, de gyakorlati jelentéssel bíró elmozdulási módokra bontjuk fel. Vékonyfalú elemek esetén ezen megközelítés szerint szokás globális (G), torzulásos (D), lokális (L), nyírási (S) és keresztirányú (T) viselkedéseket megkülönböztetni. Egy általános elmozdulás-alakváltozás mező tehát értelmezhető, mint a G, D, L, stb. alterekbe tartozó elmozdulások kombinációja. Gyakran az is hasznos, ha egy problémát egy adott altérre (vagy néhány altér uniójára) szűkítve oldunk meg, pl. ha a lineáris stabilitásvizsgálatot a G térben végezzük el, akkor ez közvetlenül vezet síkbeli kihajlásra, vagy térbeli elcsavarodó kihajlásra vagy kifordulásra. Vagy ha a lineáris stabilitásvizsgálatot az L térben végezzük el, akkor közvetlenül (más stabilitásvesztési formáktól szeparáltan) vizsgálható a lemezhorpadás, nyírási horpadás, vagy beroppanás.
A közelmúltban került kidolgozásra a cFEM (elmozduláskorlátozott végeselem módszer), amely héjvégeselemes eljárás, de képes a különféle elmozdulási-alakváltozási módok elkülönítésére, azaz modális dekompozícióra. Ez azt jelenti, hogy a cFEM képes különféle problémák megoldására (pl. lineáris statikus vizsgálat, lineáris stabilitásvizsgálat, geometriailag nemlineáris vizsgálat, stb.) az elmozdulás-alakváltozás mező bármely alterében, valamint képes a vékonyfalú szerkezeti elem tetszőleges elmozdulásának identifikációjára, (mely elmozdulás pl. lehet egy stabilitásvizsgálat eredménye,) azaz a módszer objektíven képes meghatározni, hogy az adott elmozdulás mely elmozdulási komponensek szuperpozíciója. A cFEM alkalmazható tetszőleges vékonyfalú szerkezeti elemre, mely modellezhető téglalap alakú héj végeselemekkel (tehát a terhelések és megtámasztások gyakorlatilag tetszőlegesek lehetnek, az elem tartalmazhat lyukakat, stb.).
A javasolt kutatás célja kettős. Az egyik célkitűzés magának a cFEM eljárásnak a fejlesztése, például kiterjesztése olyan szerkezetekre, melyek vékonyfalú elemekből épülnek fel (pl., hidegen alakított acél profilokból álló összetett szerkezeti elemek, hidegen alakított acél elemekből álló rácsos szerkezetek, keretek, stb.). Szintén célszerű lehet a módszer végeselem-választékát bővíteni, és/vagy a végeselemeket általánosítani (pl. anyagi nemlinearitás figyelembe vétele).
A kutatás másik célkitűzése a vékonyfalú szerkezeti elemek és szerkezetek megoldatlan problémáinak vizsgálata, például HAA rácsos tartók és keretek, vagy HAA összetett szelvények viselkedésének vizsgálata, mely vizsgálatokon keresztül jobban megérthetjük a viselkedést befolyásoló tényezőket, és olyan javaslatokat dolgozhatunk ki, melyek akár magát a szerkezetet, akár azok méretezéséhez szükséges eljárásokat tehetik jobbá. A kutatások elsődleges eszköze a végeselemmódszer (VEM), egyrészt klasszikus VEM szoftverek alkalmazásán, másrészt a speciális cFEM eljárás alkalmazásán keresztül. De analitikus vizsgálatok és esetenként kísérleti munka is szükséges lehet.
A doktorandusz jelölttel szemben elvárás, hogy járatos legyen a végeselemes módszerben, beleértve a fejlett, nemlineáris VEM analízist (pl. Ansys használatával). Szintén elengedhetetlen a programozási képesség, pl. szükséges a MatLab (minimum elemi szintű) programozása.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2019-05-31
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
