Bordákkal merevített, nyomott lemezek optimális bordaméretének vizsgálata nemlineáris analízis alapján Műszaki Tudományi

31 OTDK, Műszaki Tudományi Szekció, 18B_Műszaki mechanika, matematika, fizika, mérnöki szerkezetek Tagozat.

Bordákkal merevített, nyomott lemezek optimális bordaméretének vizsgálata nemlineáris analízis alapján

Helyezés: 1

Hallgatók: Kemenczés András
Szak: Szerkezet-építőmérnök MSc, Képzés típusa: msc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Építőmérnöki Kar,
Simon József
Szak: Szerkezet-építőmérnök MSc, Képzés típusa: msc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Építőmérnöki Kar

Témavazető: Dr. Vigh László Gergely - egyetemi docens, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar

A vékonyfalú, lemezes szerkezetek teherbírását merevítő bordák alkalmazásával növelhetjük. Azonban az ilyen típusú szerkezetek stabilitási viselkedése igen összetett. Nyomott lemezek esetén a szerkezeti elemek mindegyikében létrejöhet a horpadás. Az Eurocode 3 1-5 része (EC3-1-5) kezeli a bordák közötti lemezmező lokális horpadását és a teljes lemez globális horpadását, valamint közvetetten a bordák torzulásos horpadását is.

Előnyös tervezési koncepció lehet, ha a bordaméretet úgy választjuk meg, hogy a lemez globális horpadása ne legyen mértékadó a teherbírás szempontjából: meghatározható egy olyan merevítő borda geometria, melynél a lokális és a globális horpadás egy időben következik be. Ezt a geometriát nevezzük tanulmányunkban optimális, vagy ideális bordaméretnek. mely a teherbírás és az anyagfelhasználás leginkább kedvező kombinációját érhetjük el.

A szakirodalomban létezik analitikus megoldás az ideális bordaméret meghatározására a rugalmas kritikus feszültségek összevetése alapján. Azonban az egyes stabilitásvesztési módokban a posztkritikus viselkedés, az imperfekció-érzékenység és így a tényleges teherbírás eltérő, emiatt kérdéses, hogy pusztán a kritikus feszültségek alapján történő bordaválasztással kizárható-e a teljes lemez horpadása.

Célkitűzésünk laposacél hosszbordákkal többszörösen merevített, különböző méretű és vastagságú, szabályos, acél lemezek optimális bordaméretének meghatározása a teherbírás alapján, anyagi és geometriai nemlineáris analízis segítségével.
A vizsgálatok elvégzéséhez az ANSYS végeselemes programban építettünk felületszerkezeti numerikus modellt, mely tartalmazza az EC3-1-5 által javasolt szabványos imperfekciókat, illetve azok kombinációit. A modell segítségével számítottuk a szerkezetek teherbírását. A borda keresztmetszetét változtatva paraméteres vizsgálat keretében határoztuk meg az egyes esetekhez tartozó optimális bordaméretet. A számítások az alábbi változókat veszik figyelembe: lemez oldalaránya, lemezvastagság, bordaszám, merevítő bordák mérete.

Az egyes teherbírásokat a relatív bordamerevségek függvényében ábrázoljuk; a tönkremeneteli mód elemzésével az optimális bordaméret az adott geometria esetén meghatározható. Eredményeink a gyakorlati tervezésben, elsősorban az előtervezés során közvetlenül alkalmazhatóak.