Namen doktorske disertacije je raziskati obnašanje vzdolžno ojačanih, prečno ukrivljenih jeklenih pločevin, izpostavljenih tlačnim napetostim ter predlagati smernice za projektiranje, ki bi razširile obseg veljavnih evropskih predpisov za pločevinaste konstrukcije. Obnašanje vzdolžno ojačanih ukrivljenih pločevin je kompleksen problem zlasti zaradi interakcije ukrivljenosti, relativne togosti ojačitev in začetnih nepopolnosti. Cilj eksperimentalnih in numeričnih testov, ki so predstavljeni v tej disertaciji, je razložiti obnašanje tovrstnih konstrukcij in prikazati prednosti ukrivljenih pločevin v škatlastih nosilcih. V ta namen je bilo izvedenih devet tlačnih preizkusov na vzdolžno in prečno ojačanih pločevinah iz jekla visoke trdnosti, in sicer S500 in S700. Izmed devetih vzorcev sta bila dva sestavljena iz ravnih osnovnih pločevin, ostalih sedem pa iz ukrivljenih. Poleg tega so se vzorci razlikovali tudi po kvaliteti materiala in geometrijskih parametrih, kot so debelina plošče, razmerje stranic panela, velikost in oblika ojačitev. Na podlagi eksperimentalnih rezultatov so podane ugotovitve glede vpliva različnih parametrov na tlačno nosilnost ukrivljenih pločevin. V nadaljevanju je predstavljen numerični model, ki temelji na geometriji eksperimentalnih vzorcev, izmerjenih začetnih geometrijskih nepopolnostih in izmerjenih elastoplastičnih materialnih karakteristikah. Ustreznost numeričnega modela je potrjena z eksperimentalnimi rezultati. Na podlagi primerjave začetnih togosti, mejnih nosilnosti in oblik porušitve je doseženo zelo dobro ujemanje. Verificiran in poenostavljen numerični model je nato uporabljen v obsežni parametrični študiji za podrobno analizo različnih parametrov, kot so ukrivljenost, vitkost pločevine, velikosti in oblika ojačitev ter njihovih vplivov na končno nosilnost ojačanih ukrivljenih pločevin. Izpostavljeni so pozitivni vplivi ukrivljenosti na nosilnost prečnih prerezov. Predstavljena je študija vpliva geometrijskih nepopolnosti na mejno nosilnost pločevin, ki temelji na spremembi koordinat vozlišč končnih elementov na podlagi sinusnih funkcij. Nazadnje so predlagana nova pravila za dimenzioniranje vzdolžno ojačanih, ukrivljenih pločevin, ki so izpostavljene tlačnim napetostim. Pravila ustrezajo formalizmu obstoječih evropskih predpisov za pločevinaste konstrukcije. Mejne obremenitve, dobljene z eksperimentalnimi in numeričnimi preizkusi, so primerjane z novimi pravili za dimenzioniranje in doseženo je dobro ujemanje.
|
