Ανομοιόμορφη στρέψη ράβδων με επιρροή δευτερογενών στρεπτικών παραμορφώσεων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να μελετήσει και να αναδείξει την επιρροή των δευτερογενών στρεπτικών παραμορφώσεων στην ανομοιόμορφη στρέψη ράβδων κλειστής διατομής τυχόντος διπλά συμμετρικού σχήματος από αλουμίνιο. Οι ράβδοι αναλύονται με τη θεωρία ομοιόμορφης στρέψης και με τις θεωρίες ανομοιόμορφης στρέψης με ή χωρίς επιρροή δευτερογενών στρεπτικών παραμορφώσεων και υποβάλλονται σε διάφορα είδη συνοριακών συνθηκών και συνθηκών φόρτισης. Μελετώνται ράβδοι κλειστής κοίλης και συμπαγούς διατομής καθώς πρόσφατα ερευνητικά αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι η επιρροή δευτερογενών στρεπτικών παραμορφώσεων είναι σημαντική σε αυτές. Τα αποτελέσματα της ραβδοστατικής ανάλυσης (επίλυση με BEM) συγκρίνονται με αυτά της τρισδιάστατης θεωρίας ελαστικότητας και θεωρίας κελυφών (επίλυση με εμπορικό λογισμικό FEM). Παράλληλα, εξετάζεται και ερμηνεύεται η επιρροή της τοποθέτησης διαφραγμάτων καθώς και το φαινόμενο της εγκάρσιας παραμορφωσιμότητας (distortion) σε ράβδους κοίλης ή συμπαγούς κλειστής διατομής. Επιδιώκουμε επίσης να αναδείξουμε την αξιοπιστία της μεθόδου της ραβδοστατικής που έχει μεγάλη πρακτική αξία στην ανάλυση φορέων Πολιτικού Μηχανικού. Τα συμπεράσματά που θα προκύψουν θα βασίζονται όχι μόνο στη σύγκριση κινηματικών και εντατικών μεγεθών αλλά κυρίως στη σύγκριση των τασικών μεγεθών.

The purpose of this thesis is to study and highlight the influence of secondary torsional moment deformation effect (STMDE) applied to aluminum bars of arbitrarily shaped doubly symmetric section. The bars are analyzed with the theory of uniform torsion and torsion theories of nonuniform with or without the influence of secondary torsional deformations and they are submitted to various types of boundary and loading conditions. Bars of closed hollow and compact section are investigated since recent research results show that the influence of secondary torsional deformations are important to them. Calculations are performed by the method of beam analysis(BEM) and the exported results are compared with those of three-dimensional elasticity theory and shell theory (FEM commercial software). Moreover, the influence of diaphragms and the phenomenon of transverse deformation (distortion) are examined and interpreted in closed hollow and compact sections. Furthermore, the reliability of beam elements that have great practical value in structural analysis is highlighted. The extracted conclusions are based not only on the comparison of kinematic magnitudes and internal forces but mainly by comparing the magnitudes of stress.