Kábeldob numerikus vizsgálata anyagi nemlinearitás figyelembevételével
Magyar cím: Kábeldob numerikus vizsgálata anyagi nemlinearitás figyelembevételével
A TDK munka egy nagy teherbírású kábeldob analízisének lehetséges módjait tárgyalja. Az ilyen szerkezetek terhelés alatti viselkedésével kapcsolatban számtalan bizonytalanság van, ami magas biztonsági tényezőket és konzervatív tervezést eredményez. Célunk ezen bizonytalanságok feloldása, és megfelelő numerikus modellek alkotása az ANSYS program segítségével. Ezen felül célunk még a modell verifikálása, amit egy 150 tonna teherbírású kábeldob próbaterheléséből végzünk el.
A modellezés folyamata több szinten zajlott az egyszerű síkbeli modellektől a pontosabb térbeli modellekig. A sok közelítéssel kialakított síkbeli modelleket a rövidebb számítási idő és a több fajta modell egyszerű összevetése miatt alkalmaztuk. Síkra redukált terhet alkalmaztunk az elemek kontakt kapcsolatával, illetve az ANSYS ”birth and death” funkciójával. Következtetéseket vontunk le az így kialakul feszültség eloszlásokból, és figyelembe vettük a kábelek rugalmassági modulusának a változásának hatását is. Az eredmények megbízhatósága érdekében szükség volt a kapott eredmények összehasonlítására meglévő tanulmányok eredményeivel.
Az esetleges egyszerűbb és gyorsabb számítás érdekében elmélyültünk két különböző diszkrét elemes modellező programban. A 3DEC egy háromdimenziós numerikus modellező program, amit leginkább a geotechnikában alkalmaznak, míg a PFC2D síkbeli problémákra alkalmazható. Ezen szoftverek segítségével szimuláltuk a kábelek feltekeredését, és meghatároztuk a kábelek kábeldobra illetve az övekre adódó igénybevételeinek a nagyságát.
A modellünk verifikációja szempontjából szükség volt a térbeli geometria pontos felvételére, amit először a síkbeli modellekből kapott térbeli modellekkel közelítettünk, majd a geometria átalakításánál létrehoztunk a meglévő 150 tonna teherbírású kábeldob pontos mását. A 150 tonna teherbírású kábeldobot próbaterhelték, majd a dobon és az öveken meghatározott pontokban mérték az alakváltozásokat. Az alakváltozásokból számolt különböző feszültségértékekkel hasonlítottuk össze a programból kapott eredményeket.
A verifikálás után a modellt kibővítjük egy 600 tonna teherbírású kábeldobnak megfelelőre.
