Experimental tests and numerical analyses were carried out on short, thin-walled channel columns with modified cross-sectional shape. The columns were loaded with an axial compressive force applied at the center of gravity of the cross section. Tests were carried out on a universal testing machine, while numerical analyses were performed in ANSYS software. The purpose of the tests was to determine the values of critical forces for the compressed columns and to determine the values of maximum forces at which failure of the columns occurs. Critical forces were determined based on the strain-averaged method. Based on the study, it was found that the strength and resistance to loss of stability of columns is primarily affected by their stiffness, and therefore by the shape of the cross-sections. In addition, for short columns, it seems more important to determine the value of maximum forces than the values of critical forces.
PL
Przeprowadzono badania doświadczalne i analizy numeryczne krótkich, cienkościennych słupów ceowych o zmodyfikowanym kształcie przekroju poprzecznego. Słupy obciążono osiową siłąa ściskającą przyłożoną w środku ciężkości przekroju poprzecznego. Badania doświadczalne przeprowadzono na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej, a analizy numeryczne przy zastosowaniu metody elementów skończonych (oprogramowanie ANSYS). Celem badań było określenie wartości sił krytycznych oraz sił maksymalnych. Siły krytyczne wyznaczono przy pomocy metody uśrednionego odkształcenia. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że na wytrzymałość i odporność na utratę stateczności wpływa sztywność słupów, a zatem kształt przekroju poprzecznego tych słupów. Przedmiotem badań były cienkościenne słupy ceowe o zmodyfikowanym kształcie przekroju poprzecznego. Słupy posiadają zmodyfikowany kształt półki (C3) oraz kształt środnika (C2). Dodatkowo badaniom poddano słup o bardziej typowym przekroju poprzecznym tzn. “lipped channel” (C1), dzięki temu można było określić wpływ modyfikacji kształtu przekroju poprzecznego słupów na ich wytrzymałość i odporność na utratę stateczności.Przeprowadzono badania doświadczalne, na podstawie których uzyskano wykresy siły ściskającej w funkcji skrócenia słupa. Wykresy te posłużyły do określenia wartości sił krytycznych metodą uśrednionego odkształcenia. Dodatkowo uzyskane wyniki umożliwiły określenie wartości sił maksymalnych, przy których doszło do zniszczenia słupów. Analizy numeryczne metodą elementów skończonych przeprowadzono przy zastosowaniu oprogramowania ANSYS. Warunki brzegowe oraz obciążenie zamodelowano w taki sposób aby odpowiadały tym, które zastosowano przy badaniach doświadczalnych. Dzięki temu wyniki uzyskane na podstawie metody numerycznej można było zweryfikować przy pomocy wyników uzyskanych na podstawie badań doświadczalnych. Analizy numeryczne pozwoliły na uzyskanie ścieżek równowagi, na podstawie których określono wartości sił krytycznych. Ponadto wykonano obliczenia z zastosowaniem klasycznego warunku wytrzymałościowego na ściskanie, na podstawie którego określono siłę maksymalną którą można obciążyć słup.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.