The work includes the results of numerical, analytical-numerical and experimental study into the influence of load eccentricities with regard to major axis on post-buckling behaviour and load-carrying capacity of thin-walled cold-formed steel lipped channel section columns. The study was solved by using the finite element method (code Ansys) with taking into consideration a full material characteristics in logarithmic strain system and geometric nonlinearities. The analytical-numerical solution was based on Koiter’s theory with an application of finite difference method (FDM). Some chosen results of numerical simulations have been compared to experimental results. The deformations of columns were registered by means of Digital Image Correlation Aramis System (DICAS) to observe the maps and the magnitude of displacements for adequate point of a load. The analyses showed that the decrease in maximum load in a dependency on the eccentricity value can be even 3 times minor in a comparison to the load-carrying capacity of axially loaded column.
PL
Praca dotyczy analiz numerycznych, numeryczno-analitycznych i eksperymentalnych wpływu obciążeń mimośrodowych względem osi centralnej Imax na pokrytyczne zachowanie i nośność cienkościennych zimno formowanych stalowych słupów o przekroju otwartym z żebrami końcowymi w pasach. Problem został rozwiązany stosując metodę elementów skończonych (program Ansys) z uwzględnieniem pełnych charakterystyk materiałowych w układnie logarytmicznym oraz nieliniowości geometrycznych. Rozwiązanie analityczno-numeryczne zostało oparte o teorię Koitera z zastosowaniem metody różnic skończonych. Wybrane wyniki symulacji zostały porównane z wynikami empirycznymi. Deformacje słupów podczas wykonywania badań doświadczalnych były rejestrowane optyczną metodą cyfrowej korelacji obrazów za pomocą systemu Aramis w celu określenia map deformacji i wielkości przemieszczeń punktów dla określonego obciążenia. Wyniki analizy pokazały, iż spadek w maksymalnych siłach w zależności od przesunięcia siły ściskającej względem osi centralnej słupa, może być nawet trzykrotny w odniesieniu do nośności ceowników ściskanych osiowo.
The influence of the imperfection sign (sense) on local postbuckling equilibrium path of plates made of functionally graded materials (FGMs) has been analyzed. Koiter’s theory has been used to explain this phenomenon. In the case of local buckling, a nonsymmetrical stable equilibrium path has been obtained. The investigations focus on a comparison of the semi-analytical method (SAM) and the finite element method (FEM) applied to the postbuckling nonlinear analysis of thin-walled complex FG plated structures.
PL
W pracy przedstawiono analizę wpływu znaku imperfekcji wstępnej na charakterystykę lokalnej pokrytycznej ścieżki równowagi płyty wykonanej z materiału gradientowego. Do wyjaśnienia tego efektu zastosowano teorię Koitera. W przypadku lokalnej utraty stateczności uzyskano niesymetryczne stateczne ścieżki równowagi. Prezentowane badania były skoncentrowane na porównaniu wyników uzyskanych na podstawie własnej metody pół-analitycznej z wynikami uzyskanymi przy zastosowaniu metody elementów skończonych w nieliniowej analizie cienkościennych konstrukcji płytowych wykonanych z materiałów gradientowych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.