The subject of numerical research is a seven-layer cylindrical shell subjected uniformly distributed external pressure. The shell is thin-walled sandwich structure composed of main corrugated core (made of a thin metal sheet) and two three-layer faces. The cores of the faces are porous and made of isotropic metal foam. The corrugation of the main core is along longitudinal axis of the shell. The shell is simply supported at its all outer edges. Numerical FEM model of the shell is elaborated. Critical pressure for the family of these shells are calculated. Furthermore, developed a model of an equivalent single-layer shell wherein diameter, and weight are the same as the seven-layer shell. It has been shown several times higher resistance to buckling of a seven-layer shell compared to the single-layer shell.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The work is devoted to a horizontal tank composed of cylindrical shell closed with ellipsoidal heads and supported at the ends. The tank is loaded with internal and external pressure. For the first load case, a strength condition was formulated, for the other one - the condition of stability of the structure. An optimization model was formulated, in which the mass of the tank subject to the strength and stability conditions was assumed as an adjective function. Optimal proportions of geometric dimensions for a family of the tanks of various capacities provided with heads of various convexities were determined. The results were presented in the form of plots. A function was proposed that approximated the solution and could be useful for purposes of designing of the tanks.
PL
Poziomy zbiornik zbudowany jest z walcowej powłoki zamkniętej elipsoidalnymi dnami i podparty na obu końcach. Uwzględnione są dwa przypadki obciążenia zbiornika ciśnieniem wewnętrznym lub zewnętrznym. Dla pierwszego przypadku sformułowano warunek wytrzymałości, dla drugiego natomiast - warunek stateczności. Sformułowano również model matematyczny optymalizacji, w którym jako funkcję celu przyjęto masę zbiornika. Obszar rozwiązań dopuszczalnych ograniczają warunki wytrzymałości i stateczności. W badaniach numerycznych wyznaczono optymalne proporcje geometrycznych wymiarów rodziny zbiorników o różnych pojemnościach, wyposażonych w dna o różnych głębokościach. Wyniki przedstawiono w postaci wykresów. Zaproponowano funkcję przybliżającą rozwiązanie, które może być przydatne w praktycznym projektowaniu takich zbiorników.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono konfigurację wyboczenia sprężystego realizującą się w wielokondygnacyjnych i wieloprzęsłowych stężonych ukladach prętowych.Rama o regularnym ukladzie prętów jest w pierwszym przypadku stężona przeciwko przechyłowi bocznemu, a w drugim jest to rama niestężona. Na podstawie równań uwzględniających sprężysto-liniowe odkształcenia się materiału sporządzono nomogramy pozwalające odczytać współczynnik długości wyboczeniowej słupów ram stężonych i niestężonych, obciążonych siłami pionowymi, przy znajomości wymiarów geometrycznych przyległych rygli.
EN
The elastic buckled configuration of a portion of a multi-storey, multi-bay frames are presented. The dimensions are regular, sidesway of the joints is prevented in the first frame and not prevented in the second by some external means. The nomographs and definitions are enclosed, which may be used to determinate of effective lengths and critical loads for columns.
The paper is devoted to buckling problem of an axially compressed generalized cylindrical sandwich panel and rectangular sandwich plate. The continuous variation of mechanical properties in thickness direction of the structures is assumed. The generalized theory of deformation of the straight line normal to the neutral surface is applied. The analytical model of this sandwich panel is elaborated. Three differential equations of equilibrium of this panel based on the principle of stationary potential energy are obtained. This system of equations is analytically solved and the critical load is derived. Moreover, the limit transformation of the sandwich panel to a sandwich rectangular plate is presented. The critical loads of the example cylindrical panels and rectangular plates are derived.
Development of contemporary building industry and related search for new aesthetical and functional solutions of monumental buildings in the centers of large cities resulted in the interest in glass as a structural material. Attractiveness of glass as a building material may be derived from the fact, that it combines transparency and aesthetical look with other functional features. Application of glass results in modern look of building facades, improves the indoor comfort without limiting the availability of natural daylight. Wide implementation of the new high performance float flat glass manufacturing technology, in conjunction with increasing expectations of the construction industry relating to new glass functions, has led to significant developments in glass structures theory, cf. [1, 3, 4, 5, 9, 10]. Many years of scientific research conducted in European Union countries have been crowned with a report CEN/TC 250 N 1050 [2], compiled as a part of the work of European Committee for Standardization on the second edition of Eurocodes - an extension of the first edition by, among others, the recommendations for the above mentioned design of glass structures, in particular modern procedures for the design of glass building structures. The procedures proposed in the pre-code [2] are not widely known in Poland, and their implementation in the design codes should be verified at the country level. This task is undertaken in this paper.
PL
Rozwój nowoczesnego budownictwa i związane z tym poszukiwanie nowych rozwiązań w zakresie estetyki i funkcjonalności budynków reprezentacyjnych w centrach dużych miast, stało się przyczyną zainteresowania szkłem. Atrakcyjność szkła jako materiału budowlanego wynika z faktu, że łączy ono w sobie przeźroczystość i estetyczny wygląd z innymi cechami użytkowymi. Jego zastosowanie nadaje nowoczesny wygląd elewacjom budynków i polepsza komfort przebywania w pomieszczeniach, nie ograniczając przy tym naturalnego oświetlenia dziennego, Wdrożenie nowej, wysokowydajnej technologii produkcji szkła płaskiego float, w powiązaniu z rosnącymi wymaganiami budownictwa, dotyczącymi nowych funkcji szkła, doprowadziło do znacznego rozwoju teorii konstrukcji szklanych, por. prace [1, 3, 4, 5, 9, 10]. Wieloletnie badania naukowe prowadzone w krajach Unii Europejskiej zostały zwieńczone opracowanym dokumentem CEN/TC 250 N 1050 [2], zredagowanym w ramach prac Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego nad drugą edycją Eurokodów. W wydaniu tym zaproponowano poszerzenie pierwszej edycji między innymi o rekomendacje w/z projektowania konstrukcji szklanych, a w szczególności o nowoczesne procedury w zakresie obliczania konstrukcji budowlanych szklanych. W Polsce zaproponowane w prenormie [2] procedury nie są powszechnie znane, a ich implementacja do norm projektowania wymaga przeprowadzenia weryfikacji krajowej, co podejmuje niniejsza praca.
The main idea of this work is to demonstrate an application of the generalized perturbation-based Stochastic Finite Element Method for a determination of the reliability indicators concerning elastic stability for a certain spectrum of the civil engineering structures. The reliability indicator is provided after the Eurocode according to the First Order Reliability Method, and computed using the higher order Taylor expansions with random coefficients. Computational implementation provided by the hybrid usage of the FEM system ROBOT and the computer algebra system MAPLE enables for reliability analysis of the critical forces in the most popular civil engineering structures like simple Euler beam, 2 and 3D single and multi-span steel frames, as well as polyethylene underground cylindrical shell. A contrast of the perturbation-based numerical approach with the Monte-Carlo simulation technique for the entire variability of the input random dispersion included into the Euler problem demonstrates the probabilistic efficiency of the perturbation method proposed.
PL
Zasadniczym problemem omawianym w tej pracy jest zastosowanie Uogólnionej Stochastycznej Metody Elementów Skończonych opartych na metodzie perturbacji stochastycznej do wyznaczania wskaźników niezawodności w przypadku stateczności konstrukcji budowlanych pracujących w zakresie sprężystym. Wskaźnik niezawodności jest modelowany zgodnie z definicją podaną w normie Eurokod odpowiednią dla analizy niezawodności pierwszego rzędu, a obliczony dzięki zastosowaniu rozwinięcia wszystkich funkcji stanu w szereg Taylora ze współczynnikami z uwzględnieniem wyrazów wyższego rzędu. Procedura obliczeniowa jest oparta na jednoczesnym zastosowaniu programu Metody Elementów Skończonych ROBOT oraz systemu algebry komputerowej MAPLE i jest wykorzystana do analizy obciążeń krytycznych w popularnych konstrukcjach inżynierskich takich jak pręt Eulera, dwu i trójwymiarowe modele jedno- i wieloprzęsłowej ramy stalowej, jak również polietylenowy zbiornik podziemny o kształcie cylindrycznym. Porównanie metody perturbacji stochastycznej z techniką symulacji Monte-Carlo w całym zakresie losowej zmienności wykorzystywanych parametrów wejściowych na przykładzie zagadnienia Eulera pokazuje efektywność i ograniczenia zastosowanej metody perturbacji.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zawarto analizę numeryczną zwichrzenia sprężystego kratownic jedno- i dwuprzęsłowych. Określono wpływ sztywności skratowania i rodzaju przyłożonego obciążenia na długość wyboczeniową ściskanych pasów kratownic. Wskazano również na istotne różnice między zwichrzeniem kratownic jedno- i dwuprzęsłowych.
EN
Numerical analysis of elastic lateral buckling of single and double-span trusses has been presented in the paper. The influence of the lacing stiffness and type of the applied load on the buckling length of compression chords of trusses have been determined. It also indicated the significant differences between lateral buckling of single and double-span trusses.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.