ANALIZA NUMERYCZNA ROZKŁADU NAPRĘŻEŃ SKRĘCONEGO I OBCIĄŻONEGO ARKUSZA BLACHY FAŁDOWEJ

Blachy fałdowe charakteryzują się wysoką ortotropią geometryczną, co daje możliwość
kształtowania różnorakich postaci powłokowych. Wykorzystanie dowolnej
deformacji arkuszy blach w celu uzyskania urozmaiconych kształtów przekryć
wymaga stosowania odpowiedniej procedury projektowej. Celem niniejszej pracy
było określenie rozkładu naprężeń w skręcanym i obciążonym arkuszu blachy
za pomocą metody elementów skończonych w programie ADINA 9.0. Analizę
przeprowadzono na modelu powłokowym shell, przyjęto siatkę elementów skończonych
ośmiowęzłowych. Wybrano blachę typu T85x0,72 o długości 5,0m i obciążono
1kN/m2 na całej powierzchni. Blachę oparto na kierownicach zależnie
od przypadku: prosta – prosta, prosta – łuk o promieniu 2m lub prosta – łuk o promieniu
4m. W każdym z trzech przypadków modelowano obrót w postaci zadania
przemieszczeń na końcach kierownic, w celu uzyskania kątów o wartości: 0°, 5°,
10°, 15°, 20°. Następnie odczytano wyniki w postaci naprężeń zredukowanych,
których średnia mieściła się w granicach od 0,2-5MPa w zależności od przypadku.
Z przeprowadzonej analizy wywnioskowano, że wraz ze wzrostem kąta skręcania
rosną naprężenia efektywne, zarówno średnie, jak i ekstremalne. Im większy
kąt skręcania tym większa różnica między naprężeniem średnim
a maksymalnym. Naprężenia były skoncentrowane w miejscach występowania
łączników. Ponadto zmieniają się one w zależności od przypadku kombinacji
podpór i od kąta skręcania. Znając kąt skręcania poszczególnych fałd w powłoce,
niezależnie od rodzaju podparcia można określić przyrost szerokości arkusza oraz
naprężeń efektywnych. Istnieje zatem ścisły związek pomiędzy zmianą szerokości
fałdy, a zmianą naprężeń.

Pełny tekst (pdf)

[1] Kiełbasa Z.: Modelowanie komputerowe skręcanego arkusza blachy fałdowej, Sympozjum
Projektowanie koncepcyjne- kształtowanie konstrukcji, konstrukcje z blach
fałdowych, konstrukcje cienkościenne: Sympozjum z cyklu „Nowe Osiągnięcia Nauki
i Techniki w Budownictwie, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej,
Rzeszów 2001.
[2] Kiełbasa Z.: Wytężenia w ściankach skręcanego arkusza blachy fałdowej, Budownictwo
i Inżynieria Środowiska, z. 32, 2000, s. 224-232.
[3] Reichhart A.: Kształtowanie geometryczne i konstrukcyjne powłok z blach fałdowych,
Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2002.
[4] Reichhart A.: Zasady kształtowania i analizy przekryć powłokowych z blach fałdowych,
Inżynieria i Budownictwo, nr 9, 2012, s. 462-466.
[5] Wasilewski A.: Wpływ krzywizny powłoki z blach fałdowych na jej sztywność
i nośność, Praca dyplomowa magisterska, Rzeszów 2013.
[6] Teliga A., Uliasz P.: Badania zmian postaciowych i odkształceń skręcanego i zginanego
arkusza blachy fałdowej, Praca dyplomowa magisterska, Rzeszów 2011.
[7] Bathe K.J.: Theory and Modeling Guide Volume I: ADINA Solids & Structures,
ADINA R&D, Inc., Watertown 2012