Σχεδιασμός βέλτιστου τερματικού συνδετήρα πολυμερών σχοινιών υψηλής αντοχής για ομοιόμορφη κατανομή των διατμητικών τάσεων

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσεται και περιγράφεται μια μέθοδος εύρεσης της βέλτιστης γεωμετρίας ενός συνδετήρα σχοινιών παράλληλων ινών με σκοπό την εξάλειψη φαινομένων συγκέντρωσης τάσεων , τα οποία οδηγούν στην καταστροφή του σχοινιού σε φορτία μικρότερα του ονομαστικού. Στόχος της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της βέλτιστης γεωμετρίας που οδηγεί στην επιθυμητή κατανομή ορθών τάσεων , σε μία σταθερή κατανομή διατμητικών τάσεων και εξαλείφει φαινόμενα συγκεντρωσης ορθών τάσεων στην είσοδο του συνδετήρα. Για την ανάλυση του προβλήματος χρησιμοποιήθηκε ένα αξονοσυμμετρικό μοντέλο με δύο παραμέτρους και αναλύθηκε σε ένα εύρος των δύο παραμέτρων. Στην συνέχεια αφού τα διαφορετικά μοντέλα αξιολογήθηκαν, ακολούθησε μια διαδικασία αριθμητικής παρεμβολής μέσω της οποίας το πρόβλημα της βελτιστοποίησης μετασχηματίστηκε σε ένα πρόβλημα ελαχιστοποίησης.

The present study concerns the shape optimization of a socket-type cable termination, in order to define the optimum geometry which leads into a linearly decreasing axial stress along the cable. The goal of this paper is to prove that it is possible to create a single material termination which obtains the aforementioned distribution of stresses due to its geometry and at the same time eliminates the stress concentration effect at the cable entry. The importance of the casing’s geometry and its impact on the distribution of the stresses is revealed in the analysis of casings different geometry. An axisymmetric model with two design parameters was developed and analyzed. After the analysis in a range for the two parameters of the problem an interpolation method was used, in order to transform the mechanical optimization problem into a mathematical minimization problem.