VIII. Magyar Mechanikai Konferencia [antikvár]

NEMLINEÁRIS VÉGESELEMES ANALÍZIS AUTOMATIKUS VEZÉRLÉSE CIKLIKUS TERHELÉS ESETÉN Ádány Sándor, Dunai László és Németh Vince BMG Tartószerkezetek Mechanikája Tsz., BME Acélszerkezetek Tsz., Compalk E-mail: [email protected], [email protected], [email protected] A mérnöki problémák megoldásának hatékony eszköze a végeselemes módszer, melyet egyre nagyobb mértékben használnak a mindennapi gyakorlatban is. A feladatok jelentős részénél általában elegendő a linearizált, egyszerűsített megoldással foglalkozni. Vannak azonban olyan problémák is, melyeknél csak a pontosabb, a nemlinearitásokat is figyelembe vevő megoldások szolgáltatnak használható eredményeket. Ezeknél a feladatoknál nem csak a nemlinearitások kezelését kell megoldani, de a megnövekedett futásidd miatt az egész analízis automatikus vezérlése is szükségessé válhat. Jelen kutatás keretében egy ilyen problémával foglalkozunk: véglemezes kialakítású acél-acél és acélbeton kapcsolatok viselkedését vizsgáljuk. Ezt a kialakítást leggyakrabban acélvázas épületek oszlopgerenda kapcsolatában (homloklemezes kapcsolat) illetve az alapozáshoz való csatlakozásánál alkalmazzák (oszloptalp kapcsolat). A terhelés ciklikus, azaz olyan kisciklusszámban ismétlődő terhelés, ahol a teher intenzitása elegendően nagy ahhoz, hogy a szerkezetben képlékeny alakváltozások is fellépjenek. (Ilyen jellegű terhelés keletkezik földrengés esetén.) A vizsgálatok közvetlen célja a kapcsolat nyomaték-elfordulás karakterisztikájának meghatározása, mely szükséges az egész vázszerkezet globális viselkedésének vizsgálatához. A probléma nyilvánvalóan olyan, hogy csak a nemlinearitások figyelembe vételével kaphatunk használható eredményeket. A nemlinearitások fontosabb forrásai az alábbiak. • Minthogy a szerkezetben képlékeny folyások is fellépnek, mindenképpen szükséges az ebből származó, anyagi nemlinearitás figyelembe vétele, azaz szükséges ciklikus képlékeny anyagmodellek alkalmazása. • A csomóponthoz kapcsolódó rúdelem (pl. I-szelvényű oszlop) nyomott lemezsávjaiban stabilitásvesztés következhet be, amely csak a geometriai nemlinearitások figyelembe vételével írható le. • A csomópont viselkedésére alapvető hatással van az is, hogy a véglemez és az alapozás, ill. a véglemez és a lehorgonyzó csavarok között csak egyirányú eröátadásra van lehetőség, vagyis szükséges a szerkezetben meglévő feltételes kapcsolatok figyelembe vétele is. A különböző eredetű és jellegű nemlinearitások mellett fontos tényező a feladat nagy mérete, mely a vizsgált szerkezet összetettségéből adódik. További szempont, hogy az egész terhelés-történetet végig kell követni, ami csak nagyszámú teherlépcső alkalmazásával lehetséges. Mindezek hatására a megoldás, azaz a nyomaték-elfordulás karakterisztika meghatározása igen jelentős futtatási időt igényel, mely gyakorlatilag csak a futás teljes automatizálásával valósítható meg. A futtatás automatizált vezérléséhez az alábbi feladatokat kell megoldani. • Megfelelő iterációs eljárás választása. • Konvergencia-feltétel előírása. • Teherparaméter kezdőértékeinek meghatározása. • Divergencia ill. visszalépési feltétel megfogalmazása. Az előadásban bemutatjuk a vezérlés automatizálásának problémáit, az algoritmus néhány változatát, példákon illusztráljuk a működésüket, valamint a tapasztalatok alapján értékeljük az eredményeket.