Static analysis plastic limit state of thin-walled beams with open cross-sections

• Autorzy: Gawłowski S.

Warianty tytułu

PL

Analiza statyczna stanu granicznego plastycznego prętów cienkościennych o przekrojach otwartych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of the paper is to explore the potential applications of the Vlasov theory to description of limit states of thin-walled beam sections. This study addresses static aspects only. The diagrams of stresses in the elastic range (predicted in accordance with the Vlasov theory) are utilised to obtain limit stress distributions. The analysis covers several examples: torsion of I-section thin-walled beam, bending and torsion of I-section profile and bending with torsion of a channel profile. In the case of the second example, the engineering application is shown, too. The analysed diagrams of stresses in plastic hinges can be used to develop the interaction surfaces formulae, which enable us to assess the load capacity at collapse. The finite element simulation (Abaqus) shows that values obtained by this method are lower estimations. Computation verifies the adequacy of limit stress distributions predicted by using of the Vlasov theory.

PL

Praca przedstawia implementację teorii Własowa do opisu własności prętów cienkościennych otwartych w stanie granicznym plastycznym. W szczególności zajęto się konstruowaniem rozkładów naprężeń normalnych i stycznych w przegubach plastycznych. Rozważania pokazują, iż teoria Własowa stanowi idealne narzędzie do przypuszczania granicznych plastycznych rozkładów naprężeń w przypadku rozpatrywanej grupy profili. Rozwinięciem analizy jest skonstruowanie podejścia analitycznego służącego szacowaniu nośności granicznej prętów cienkościennych otwartych. Ilustracją rozważań są znane z praktyki inżynierskiej przykłady liczbowe obejmujące zginanie i skręcanie profili dwuteowych oraz ceowych. Poprawność otrzymanych wyników analitycznych jest potwierdzona przez przytoczone rezultaty obliczeń numerycznych MES jak i dostępne dane doświadczalne. Na zakończenie zaprezentowano ideę "monitorowanych pól", która pozwala na precyzyjniejszy opis zachowania się prętów cienkościennych otwartych w stanie granicznym plastycznym.

Słowa kluczowe

EN

thin-walled beam; Vlasov theory; limit state; plastic hinge

PL

wytrzymałość konstrukcji; analiza statyczna stanu granicznego; pręty cienkościenne o przekrojach otwartych

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 8 (217)
• Strony: 14--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Gawłowski S.

• Institute of Aviation

Bibliografia

• [1] Vlasov W. Z. Thin-walled elastic beams [in Russian]. Moscow: State Publishers of Physical and Mathematical Literature, 1959.
• [2] Piechnik S. Thin-walled beams with open cross-sections [in Polish]. Krakow: Krakow University of Technology, 2000.
• [3] Życzkowski M. Combined loadings in the theory of plasticity. Warsaw: PWN - Polish Scientific Publishers, 1981.
• [4] Strelbicka A. I., Investigation of the strength of thin-walled beams beyond the elastic limit [in Russian]. Kiev: Academy of Science, Ukrainian S. S. R., 1958.
• [5] Strelbicka A. I., Jewsiejenko G. I. Experimental investigation of elastic-plastic behaviour of thin-walled structures [in Russian]. Kiev: Publishers „Naukowa Dumka”, 1968.
• [6] Gawłowski S., Pęcherski R. B. Analysis of load-capacity at collapse of I-section thin-walled beam. Engineering Transactions 2004;52(1-2):5-22.
• [7] Gawłowski S., Pęcherski R. B. Static assessment of load capacity at collapse of open crosssection thin-walled beams. Shell Structures: Theory and Applications - Pietraszkiewicz & Szymczak (eds), A. A. Balkema Publishers 2005. Londyn: Taylor & Francis Group:219-223.
• [8] Abaqus (standard). Reference manuals ver. 6. 4-1. Providence: Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc., 2004.
• [9] Orkisz J. Limit curves for replacement multi-point cross-sections of beams under elasticplastic bending [in Polish]. Technical Journal 1962;52(6):1-11.
• [10] Izzuddin B. A, Lloyd Smith D. Large-displacement analysis of elastoplastic thin-walled frames. Journal of Structural Engineering 1996;122(8):905-925.