Ιδιότητες μελών με διατομή από σύνθετα υλικά- Σύγκριση αναλυτικών και αριθμητικών μεθόδων

Abstract

Καθώς ολοένα και περισσότερο τα σύνθετα υλικά αντικαθιστούν το χάλυβα στην κατασκευή ολόσωμων δοκών, δημιουργείται η ανάγκη για την ύπαρξη υπολογιστικών μοντέλων, που να προσεγγίζουν αξιόπιστα τη συμπεριφορά αυτών με στόχο τον καλύτερο σχεδιασμό και κατασκευή τους. Στόχος της εργασίας ήταν να δημιουργηθούν τέτοια αριθμητικά μοντέλα, που να προσομοιώνουν όσο το δυνατόν καλύτερα τη συμπεριφορά των δοκών με διατομή από σύνθετα υλικά. Εξετάστηκαν διάφορες περιπτώσεις διατομών, με κατανεμημένη φόρτιση κατά μήκος του πάνω μέρους του κορμού της διατομής. Για την αριθμητική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων και δημιουργήθηκαν δύο ομάδες μοντέλων, η μία με απλή και η άλλη με ακριβέστερη προσομοίωση της διατομής. Από τα αποτελέσματα των αναλύσεων φάνηκε ότι τα αριθμητικά μοντέλα της παρούσας εργασίας είναι αρκετά κοντά στην ακριβή προσομοίωση των δοκών με διατομή από σύνθετα υλικά των προαναφερθέντων περιπτώσεων και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν αρχικά σαν βάση για την μελέτη της συμπεριφοράς οποιουδήποτε μέλους με διατομή από σύνθετα υλικά για συγκεκριμένες διαστρωματώσεις.

In a view to the distinct use of composite materials, the need for models that would reliably approximate their behavior becomes apparent. The aim of this work was to create numerical models that simulate in the best possible manner the behavior of thin-walled laminated-section beams. There were examined different cross-sections for the members which were loaded by a uniform load applied at the top of the web of each beam. For the numerical simulation, a finite element program was employed and two groups of models were created, the first with simple and the second with more precise simulation of the cross-section. The results correlate satisfactorily with the ones obtained analytically and can be used for the study of behavior of any member with composite cross-section and various layups.