Vékonyfalú Z szelemenek numerikus vizsgálata

Lindab egy nemzetközi cég, mely magas minőségű acélszerkezeti lemeztermékeket gyárt. A könnyű szerelhetőség miatt nagy népszerűségnek örvend az ipari épületrendszerekben, és emellett lakossági céloknak is megfelel.

A Hidak és Szerkezetek Tanszék a korábbi kísérletsorozatok folytatásaként, 2012 tavaszán a Lindab cég vékonyfalú Z szelemeneinek a viselkedését vizsgálta. A kísérlet során háromtámaszú, 5 m-es támaszközű, összesen 10 méter hosszú, átlapolt szelemenekre trapézlemezt fektettek, majd egyenletesen megoszló teherrel terhelték meg.

A 1,5 mm-es falvastagságú Z150, Z200 és Z250-es szelemenekre mindegyik esetben LTP20-as trapézlemez került. A mezőközépen és a közbenső támasz mellett elhelyezett 4-4 mérőbélyeg segítségével mérték a terhelés során kialakult feszültségeket. A vízszintes és függőleges elmozdulásokat a bal és a jobb oldali szelemenek mezőközepeinél mérték, így a teher - elmozdulás diagram is előállítható volt. Az egyes szelemenek bizonyos terhelési lépcsőinél mérték a szelemen alakját, melyből az imperfekciókra lehet következtetni.

A célkitűzésem, hogy numerikusan, az ANSYS szoftver segítségével visszakapjam a kísérlet eredményeit. Ehhez első körben egy lokális modellt készítek, mely csak az adott szelement tartalmazza (trapézlemez nélküli) és ennek segítségével állítom elő a tönkremeneteli módokat, illetve vizsgálom az igénybevételek és imperfekciók hatásait a szelemen viselkedésére, valamint keresztmetszeti ellenállásokat kívánom verifikálni a kísérlet eredményeivel, mindezt a kísérleti mintavétel során meghatározott valós folyáshatárok figyelembevételével.

A lokális modellből többféle változatot készítek, mely a következőket tartalmazza: egyenletes „t” vastagságú szelemen; az átlapolt szakasz modellezésére „t” illetve 2*„t” vastagságú szelemen, illetve két szelemen melyek között kapcsolati elemek helyezkednek el. A modell viselkedését tiszta hajlítás, tiszta nyírás és hajlítás és nyírás interakciójára vizsgálom.

Ezt követően a globális modellt - mely a kísérlet során alkalmazott szerkezeti kialakításokat és megtámasztásokat tartalmazza - lineárisan rugalmasan vizsgálom és a kapott eredményeket összehasonlítom a kísérlet eredményeivel.

Irodalomjegyzék:

[1] A. L. Joó, L. Dunai: Geometric imperfections of Z-profiles for numerical models

[2] A. L. Joó: Analysis and design of cold-formed thin walled roof systems

[3] Zeinoddini, V., Schafer, B.W.: Global imperfections and dimensional variations in cold-formed steel members

[4] Li, Z., Joó,A.L., Ádány, S., Schafer, B.W.: Model identification in nonlinear collapse analysis of thin-walled members.

szerző

• 
  Kovács Gyula
  szerkezet-építőmérnök
  nappali

konzulens

• 
  Dr. Joó Attila László
  Egyetemi docens , (külső)

helyezés