- citati u SCIndeksu: [1]
- citati u CrossRef-u:0
- citati u Google Scholaru:[]
- posete u poslednjih 30 dana:10
- preuzimanja u poslednjih 30 dana:9
|
|
2017, vol. 60, br. 4, str. 7-15
|
Termo-visko-plastičnost i tečenje u strukturno-materijalnom odzivu poliedarskih konstrukcija
Thermo-visco-plasticity and creep in structural-material response of folded-plate structures
Univerzitet u Novom Sadu, Građevinski fakultet, Subotica, Srbija
e-adresa: ddmil@gf.uns.ac.rs
Projekat: Računarska mehanika u teoriji konstrukcija (MPNTR - 174027) Istraživanje mogućnosti primene otpadnih i recikliranih materijala u betonskim kompozitima, sa ocenom uticaja na životnu sredinu, u cilju promocije održivog građevinarstva u srbiji (MPNTR - 36017)
Sažetak
Mnogi konstruktivni delovi izloženi su visokim temperaturama i opterećenju. Tada je važno imati podatke o neelastičnom ponašanju pod takvim uslovima eksploatacije. Uticaj temperature na karakteristike materijala može biti uključen putem koeficijenta tečenja u području visko-elasto-plastičnih (VEP) deformacija. Ovaj parametar oštećenja primjenjuje se u ovom radu, zajedno s matematičko-materijalnim modeliranjem, pod nazivom reološko-dinamička analogija (RDA), s ciljem rešavanja smanjenja krutosti konstrukcija zbog neelastičnog ponašanja materijala. Cilj ovog rada jeste da se definiše strukturno-materijalno unutrašnje prigušenje na osnovu oba parametra, RDA dinamičkog modula i modalnog koeficijenta prigušenja, modelovanjem kritično prigušenih dinamičkih sistema u stabilnom stanju odziva. Ovi sistemi su kredibilna osnova za objašnjenje fenomena termovisko-plastičnosti i tečenja u strukturno-materijalnom odzivu zbog uticaja visokih temperatura i opterećenja. Iako informacija o elastičnom izvijanju za poliedarske konstrukcije nije direktni pokazatelj kapaciteta nosivosti ili loma, oba podatka - oblik izvijanja i kritična sila (kritični moment) - važni su za objašnjenje stvarnog ponašanja. U sadašnjim propisima AISI S100, Novi Zeland / Australija, i Evropska unija, proračunske formule podešene su na osnovu elastičnog kritičnog opterećenja (kritičnog momenta), kako bi predvidele kapacitet nosivosti, čime je sračunavanju elastičnog kritičnog opterećenja (kritičnog momenta) dat veliki značaj. Štaviše, oblici izvijanja obično se koriste pri nelinearnom lomu, modelovanju početnih geometrijskih nepravilnosti i termičkih uticaja u poliedarskim konstrukcijama koje su izložene požaru. Da bi se ispitalo izvijajuće ponašanje poliedarskih konstrukcija, glavne numeričke metode rešavanja predstavljaju metod konačnih elemenata (MKE) i metod konačnih traka (MKT). Cilj ovog rada jeste da obezbedi jedinstven okvir za proračune kvazistatičkog nelinearnog izvijanja i toplotnog opterećenja u slučaju ravnomerno pritisnutih poliedarskih konstrukcija koristeći MKT.
Abstract
Many structural parts are exposed to high temperatures and loading. It is then important to have data about material inelastic behaviour under such exploiting conditions. Influence of temperature on mechanical characteristics of a material may be inserted via the creep coefficient in the range of visco-elasto-plastic (VEP) strains. This damage parameter is implemented in this paper in conjunction with mathematical material modelling approach named rheological-dynamical analogy (RDA) in order to address structural stiffness reduction due to inelastic material behaviour. The aim of this paper is to define structural-material internal damping based on both the RDA dynamic modulus and modal damping ratio, by modelling critically damped dynamic systems in the steady-state response. These systems are credible base for explanation of the phenomenon of thermo-visco-plasticity and creep in structural-material response due to high temperatures and loading. Though elastic buckling information for folded-plate structures is not a direct predictor of capacity or collapse behaviour on its own, both the mode and the load (moment) are important proxies for the actual behaviour. In current design codes, such as AISI S100, New Zealand/Australia, and European Union, the design formulae are calibrated through the calculation of elastic critical buckling loads (or moments) to predict the ultimate strength, thus the ability to calculate the associated elastic buckling loads (or moments) has great importance. Moreover, the buckling mode shapes are commonly employed into non-linear collapse modelling as initial geometric imperfections and thermal performance of folded-plate structures in fire. To examine the buckling behaviour of folded-plate structures, the main numerical solution methods are used such as the finite element method (FEM) and finite strip method (FSM). This paper aims at providing a unified frame for quasi-static inelastic buckling and thermal loading of uniformly compressed folded-plate structures using the FSM.
|
|
|
Reference
|
|
Chen, J., Young, B., Uy, B. (2006) Behavior of High Strength Structural Steel at Elevated Temperatures. Journal of Structural Engineering, 132(12): 1948-1954
|
2
|
Ćosić, M., Folić, R., Brčić, S. (2017) An overview of modern seismic analyses with different ways of damping introduction. Građevinski materijali i konstrukcije, vol. 60, br. 1, str. 3-30
|
|
Kojić, M. (1997) Computational procedures in inelastic analysis of solids and structures. Kragujevac: Faculty of Mechanical Engineering
|
2
|
Kostić, S.M., Deretić-Stojanović, B. (2016) Fiber element formulation for inelastic frame analysis. Građevinski materijali i konstrukcije, vol. 59, br. 2, str. 3-13
|
1
|
Kraus, H. (1980) Creep analysis. New York: J. Wiley & Sons
|
|
Milašinović, D. D. (2010) Rheological-dynamical analogy: design of viscoelastic and viscoplastic bar dampers. Mechanics of Time-Dependent Materials, 14(4): 389-409
|
|
Milašinović, D.D. (1997) The finite strip method in computational mechanics. Subotica: Faculties of Civil Engineering
|
1
|
Milašinović, D.D. (2015) Rheological-dynamical continuum damage model for concrete under uniaxial compression and its experimental verification. Theoretical and Applied Mechanics, vol. 42, br. 2, str. 73-110
|
1
|
Milašinović, D.D. (2007) Rheological-dynamical analogy: Prediction of damping parameters of hysteresis damper. International Journal of Solids and Structures, 44(22-23): 7143-7166
|
2
|
Milašinović, D.D. (2011) Geometric non-linear analysis of thin plate structures using the harmonic coupled finite strip method. Thin-Walled Structures, 49(2): 280-290
|
|
Milašinović, D.D. (2012) Harmonic coupled finite strip method applied on buckling-mode interaction analysis of composite thin-walled wide-flange columns. Thin-Walled Structures, 50(1): 95-105
|
|
|
|