Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: dźwigar cienkościenny

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Analiza wpływu średnicy i ukształtowania otworów odciążających na stan wytężenia pokryć dźwigarów cienkościennych

Mańkowski J., Szymański R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

2014

z. 2/98

157--164

Artykuł ten poświęcony jest analizie wpływu otworów odciążających na wartość sił krytycznych oraz lokalne wytężenie materiału pokrycia. Takie otwory wykonywane są np.: w pokryciach dźwigarów, żeber, itp. elementów konstrukcji cienkościennych. Sto-sowanie otworów "odciążających" jest znane od wielu lat i chętnie stosowane w kon-strukcjach lotniczych. Są przynajmniej dwa powody ich stosowania: po pierwsze pod-niesienie siły krytycznej dla pokrycia; po drugie zmniejszenie masy. Oba powody sta-nowią niewątpliwe zalety. Pomimo powszechności tego typu rozwiązań, w literaturze nie ma rzetelnych opracowań analitycznych wspomnianego problemu. Zwłaszcza w od-niesieniu do zwłaszcza zjawisk lokalnych, które powodują koncentracje naprężeń wokół otworów i w miejscach połączeń blach pokrycia z elementami szkieletu. Oczywiście, takie opracowania istnieją, natomiast zwykle są to niepublikowane opracowania wewnętrzne stanowiące „knowhow” zakładu produkcyjnego. Jeśli chodzi o publikacje, to w większości przypadków mamy odniesienia do dawnych prac badawczych. Dla przykładu można wymienić prace wykonane dla firmy SAAB, które opublikował Heinrich Hertel w 1960 roku. Jednym z osiągnięć tych prac było twierdzenie, że postać wyboczenia dźwigara z otworami odciążającymi jest zależna od stosunku średnicy otworów do podziałki. Ze względu na zbyt małą ilość opublikowanych danych nie udało się potwierdzić powyższego twierdzenia. Stwierdzono natomiast, że owszem, wprowadzenie otworów „odciążających” zwiększa siłę krytyczną dla pokrycia, ale powoduje również istotny wzrost naprężeń zredukowanych w pokryciu. W niniejszej pracy przedstawione zostały wyniki analiz typowych, dwupasowych dźwigarów cienkościennych. Zakres analiz obejmował obliczenia sił krytycznych oraz nieliniowe analizy zginania dźwigarów. Rozpatrzono dwa przypadki: dźwigar bez usztywnień poprzecznych oraz dźwigar z poprzeczkami zwiększającymi sztywność szkieletu. Dla obu przypadków wykonano obliczenia uwzględniające trzy najbardziej rozpowszechnione sposoby wykonania otworów odciążających: Lufo - Schussler, Naca-Kuhn, SAAB-Anevi. Rozwiązania te różnią się sposobem ukształtowania brzegów otworów. Analizy obejmowały najczęściej występujący przypadek pracy tego typu konstrukcji – tj. przypadek, w którym obciążenie dźwigara działa w płaszczyźnie pokrycia. Uzyskane wyniki obliczeń pozwoliły na analizę sił krytycznych oraz ocenę stanu wytężenia pokrycia w okolicach otworów odciążających. Stwierdzono, że otwory odcią-żające, stosowane w cienkościennych dźwigarach, żebrach, itp. konstrukcjach, powodują wzrost siły krytycznej oraz znaczące obniżenie masy, ale niosą ze sobą również niebezpieczeństwo powstania znacznych koncentracji naprężeń w blachach pokrycia.

This article is devoted to the analysis of the effect of lightening holes on the value of the critical forces and local effort of covering material. Such holes are made for example in the coatings beams, ribs, etc. of thin-walled structure elements. The uses of lightening holes are known for many years and are luckily used in aircraft construction. There are at least two reasons for using them: first raising the critical force of cover, and second weight reduction. Both reasons are undoubted advantages. Despite the prevalence of this type of solutions, in the literature there are no reliable analytical studies of this problem. Especially, with regard to the particular local phenomena which cause stress concentrations around the openings and joints between sheets of cover elements of the framework. Of course, such studies exist, but they are usually not published internal develop constituting knowhow of production plant. As for publications, in most cases, we have reference to the former research. For example, you can replace the work done for the company SAAB, which were published by Heinrich Hertel in 1960. One of the achievements of this work was to claim that the buckling mode of girder with lightening holes is dependent on the ratio of hole diameter to pitch. Due to the very small amount of published data has failed to confirm this assertion. It was found, however, that, yes; the introduction of lightening holes increases the criti-cal force for cover, but also causes a significant increase in reduced stresses in the cover. In this paper we present the results of analyzes of typical thin-walled two-flange girders. Examined two cases: girder without transverse stiffeners and girder with cross increases the framework rigidity. For both cases performed calculations using the three most common ways to do lightening holes: Lufo - Schussler, Naca-Kuhn, and SAAB-Anevi. These solutions differ in the way the edges shaping holes. The analyzes included the most common case of this type of construction work - that is, a case in which the load girder is in the plane of the cover. The results of calculations made it possible to analyze the forces and critical assessment of the effort in the area of coverage of lightening holes. It has been found, that the lightening holes, used in thin-walled beams, ribs, etc. structures, causes increasing of the critical and significant weight reduction, but also carry the danger of significant stress concentration in the sheet metal cover.

Mechanizmy zniszczenia zginanych dźwigarów cienkościennych o ścianach izo- i ortotropowych

Kotełko M.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

2000

Z. 273

3-117

Przedmiotem rozprawy jest nośność graniczna i nośność w fazie zniszczenia cienkościennych dźwigarów skrzynkowych poddanych czystemu zginaniu. Zagadnienie nośności w fazie zniszczenia rozpatrzono na gruncie teorii sztywno-plastycznej, której założenia zaadoptowano i zmodyfikowano dla potrzeb rozwiązania uwzględniającego wzmocnienie plastyczne i ortotropię materiału. Rozważono dwa przypadki charakterystyk materiałowych dźwigara: materiału izotropowego o charakterystyce sztywno-plastycznej ze wzmocnieniem liniowym po uplastycznieniu oraz materiału ortotropowego o podobnej charakterystyce. Opracowano (na podstawie badań doświadczalnych) teoretyczne modele plastycznych mechanizmów zniszczenia w dźwigarach o różnym zarysie przekroju poprzecznego. Analizą nośności dźwigara w fazie zniszczenia przeprowadzono przy zastosowaniu metody energetycznej, formułując wyrażenia opisujące całkowitą, dysypowaną energię odkształcenia plastycznego dla poszczególnych, rozważanych charakterystyk materiałowych dźwigarów oraz różnych modeli rozkładu naprężeń w przekrojach uplastycznionych. Zagadnienie rozwiązano w sposób analityczno-numeryczny, stosując metodą przyrostową. Dokonano przybliżonego oszacowania od góry nośności granicznej dźwigarów poprzez łączne zastosowanie analizy nieliniowej stanu zakrytycznego sprężystego i analizy plastycznego mechanizmu zniszczenia. Przeprowadzono szczegółowe obliczenia numeryczne nośności dźwigarów o różnym zarysie przekroju poprzecznego i różnych parametrach materiałowych. Wyniki obliczeń przedstawiono na wykresach w postaci krzywych zniszczenia dźwigarów, a także krzywych opisujących zachowanie się konstrukcji w pełnym zakresie obciążeń, od zera do wartości granicznej oraz w fazie zniszczenia. Wyniki analizy numerycznej dotyczącej dźwigarów zbudowanych z materiału izotropowego porównano z wynikami badań doświadczalnych. Przeprowadzono analizą porównawczą oszacowania dolnego i górnego nośności granicznej dźwigarów. Przedstawiono również wykresy ilustrujące wpływ własności ortotropowych materiału dźwigara na jego pracą w pełnym zakresie obciążeń. Sformułowano wnioski dotyczące wpływu wzmocnienia plastycznego oraz własności ortotropowych materiału dźwigara na jego nośność graniczną i nośność w fazie zniszczenia.

The thesis deals with the load-carrying capacity and the post-failure behaviour of thin-walled, box-section girders subjected to pure bending. The problem of post-failure behaviour is solved on the basis of the rigid-plastic theory adopted and modified for the purposes of the solution taking into consideration strain-hardening and orthotropic properties of the girder material. Two material characteristics are considered: an isotropic rigid-plastic material with strain-hardening as well as an orthotropic material of the similar behaviour. On the basis of experimental investigations theoretical models of plastic mechanisms of failure are produced for different girder cross-sections. Analysis of post-failure behaviour is conducted using the energy method so that the total energy of plastic deformation is formulated for all considered material characteristics and also for different models of stress distribution at yield-lines The problem is solved in an analytical-numerical way, using an incremental method. The upper-bound estimation of the load-carrying capacity is performed by combining results of non-linear, elastic post-buckling analysis with the results of plastic mechanism analysis. Detailed numerical calculations of load-carrying capacity for girders of different cross-sections and different material parameters are conducted. Results are presented in diagrams showing post-failure curves as well as curves representing structural behaviour in the whole range of loading up to and beyond the ultimate load. Results concerning girders made from an isotropic material are compared with experimental results. A comparison of lower and upper bound estimation of the load-carrying capacity is discussed. Also diagrams showing influence of material orthotropic properties upon the girder's structural behaviour are presented. Some conclusions dealing with an influence of strain-hardening phenomenon and also orthotropic properties displayed by the material upon the load-carrying capacity and post-failure behaviour of examined girders are derived.