végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az ......vem fejl ődése 1950~ intuitív...
TRANSCRIPT
Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3 alapján
1
az Eurocode 3 alapján
Dr. Dunai Lászlóegyetemi tanár
BME, Hidak és Szerkezetek Tanszéke
Tartalom
Méretezési alapelvek
Numerikus modellezés
Analízis és méretezés
2
Analízis és méretezés
Ankét program
Méretezési alapok
SZERKEZET
hatás határállapot
modell
3
modell
állapotjellemző korlát
?
E ≤ R
Modell bizonytalanság
E Rhatás karakterisztikus anyagjellemzők karakterisztikus értéke? értéke?
fγ
γ γ
mγ
4
állapotjellemző ellenállás számítási modell?
számítási modell?
SdγRdγ
Fγ Mγ
kFd EE ⋅γ=M
kd
RR
γ=
Modellek kompatibilitása
analízis modell méretezési modell
5
dE dR
Hagyományos méretezés
egyszerű modell és lineáris analízis
„kézi számítás” állapotjellemző „számítási segédmennyiség”
6
állapotjellemző korlátja: kísérletek
szemi-empírikus határgörbék
folyás, törés, kihajlás, fáradás
Pontosított modell és analízis
valós szerkezet viselkedése: imperfekciók + anyag
nemlineáris viselkedés + geometriai nemlinearitás
pontosított modell + nemlineáris analízis
7
pontosított modell + nemlineáris analízis
- a szerkezeti viselkedést tükröző állapotjellemzők
- korlát ?
dE
dR
A modellezés folyamata
szerkezet statikai modell numerikus modell
statikai viselkedés numerikus módszer
8
Modell: geometriai ~
megtámasztási ~
anyag ~
teher ~
A modellezés folyamata
szerkezet
statikai modell
9
rúdszerkezetfelületszerkezet
numerikus modellrúdszerkezetfelületszerkezet
alapelv: teljes szerkezetelmozdulás függvénydiszkrét pontokban
Végeselem-módszer VEM
10
elemekre osztás
csomópontok – elmozdulások, terhek
külső-belső erők egyensúlya lineáris egyenletrendszer
csomóponti elmozdulások
igénybevételek, feszültségek
VEM pontossága
elemméret csökkentése – pontosság– konvergencia!
ismeretlenek száma nő – számítógépi kapacitás
hatékonyság
11
hatékonyság
Matematikai és gyakorlati pontosság!
VEM fejl ődése
1950~ intuitív alapon – merev elem, rugós kapcsolat
1960~ Zienkiewicz
funkcionálanalízis, egyetemi programok
12
1980~ VEM szoftverek elkészültek – csak „nagy” gépeken
1990~ személyi számítógépek: elterjedés és alkalmazás
2000~ VEM „fekete doboz”; interface fejlesztések:
- CAD kapcsolat- méretező programok- gyakorlati alkalmazás
VEM szoftverek
Általános célú programok: ABAQUS, ANSYS, COSMOS,
LUSAS, MARC, NASTRAN,…
Szerkezetépítő-mérnöki célprogramok: analízis + méretezés
13
Szerkezetépítő-mérnöki célprogramok: analízis + méretezés
AXIS, CONSTEEL, FEM -Design,
RSTAB, SOFISTIK, TDV,…
Kapcsolatok CAD programokkal
AutoCAD, BOCAD, XSTEEL
Numerikus analízis – Eurocode 3
L – lineáris analízis
GNB – geometriailag nemlineáris instabilitási analízis
14
GNI – geometriailag nemlineáris(másodrendű) analízis
MN – anyagi nemlineáris analízis
GMNI – geometriai- és anyagi nemlineáris imperfekt analízis
L analízis méretezés
héj végeselemes modell: shear-lag
15
L analízis méretezésfeszültségkoncentráció
szilárdsági határállapot - első folyása határállapota?- korlátozatlan folyás határállapota?
fáradás - nominális feszültségek
- geometriai feszültségek
16
- geometriai feszültségek
GNB analízis méretezés
GNB elágazási stabilitási határállapot
yf
σ=λcrσ χ
17
crσcr
csökkentőtényezős eljárás
crσ értelmezés ? felületszerkezet:
GNB analízis méretezés
18
GNI analízis méretezés
GNI másodrendű analízis + helyettesítő imperfekciók
másodrendű igénybevételek
19
másodrendű igénybevételek
stabilitási szilárdsági határállapot
MN analízis méretezés
Rúdszerkezet -
Felületszerkezet - korlátozatlan folyás határállapotának értelmezése
képlékeny méretezési elv
20
GMNI analízis méretezés
GMNI Geometriai modell + geometriai imperfekciók
geometriai és anyagi nemlineáris analízis
21
szerkezeti viselkedés
végeselemes szimulációja
Lemezes szerkezet – imperfekció
22
Szabványos anyagmodell
23
VEM szimuláció eredménye
Tervezési teher
szimulációval meghatározott teherszint
EdF
t,RFF
24
biztonság tönkremenetellel szemben
megbízhatóság - modell pontossága
- tönkremeneteli mód
Ed
t,Ru F
F=α
1α
2α21 α⋅α≥αu
Kísérlet alapú méretezés
tényleges geometriai imperfekcióksajátfeszültségekanyagjellemzők
25
GMNI analízis – VIRTUÁLIS kísérlet
kísérlet alapú méretezés
Ankét program
Dunai László: Méretezési elvek
Papp Ferenc: Rúdszerkezetek
Joó Attila László: Keretszerkezetek
26
Joó Attila László: Keretszerkezetek
Vigh László Gergely: Lemezes szerkezetek
Horváth Adrián: Hidak
Gál András: Fáradás
Kollár László: Földrengés
Köszönöm a figyelmet!
27