Design of shell structures for buckling according to EN 1993-1-6 and comparison to the second-generation of Eurocode
Jääskeläinen, Markus (2024)
Diplomityö
2024
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20241212101571
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20241212101571
Tiivistelmä
The goal of the thesis was to create a way to calculate shell structure buckling strength according to the EN 1993-1-6 standard. The second goal was to compare the current standard to the upcoming second generation of Eurocode. Both hand calculations using Excel and Finite Element Method (FEM) using Ansys were used.
Both versions of the standard were compared. The primary changes to the second-generation standard were in the parameters that represent nonlinearity and imperfections. The goal of clarifying the Eurocode can be seen in the text of the new version.
Calculation model, with the same geometric values as the Excel calculations, was done in Ansys for FEM calculations. The results of FEM calculations were compared to the Excel calculation results.
The changes in the parameters in the second-generation Eurocode result in slightly lower utilization for medium length cylinders. Linear eigenvalue analysis using FEM results were in line with expectations. Geometrically and materially nonlinear analysis with imperfections resulted slightly lower utilization. Diplomityön tavoitteena oli luoda tapa laskea kuorirakenteiden lommahduskestävyyttä EN 1993-1-6 standardin mukaan. Toisena tavoitteena on verrata nykyistä standardia tulevaan toisen sukupolven Eurokoodiin. Laskennassa käytettiin käsikaavoja Excelillä sekä elementtimenetelmä (Finite Element Method, FEM) analyysia Ansyksellä.
Molempia standardin versioita verrattiin. Suurimmat muutokset toisen sukupolven standardiin liittyivät parametreihin, joilla edustetaan epälineaarisuutta ja valmistusvirheitä. Tavoite selkeyttää Eurokoodin tekstiä on nähtävissä standardin uudessa versiossa.
Laskentamalli luotiin Ansykseen FEM laskentaa varten käyttämällä samoja geometrian arvoja kuin Excel laskennassa. FEM laskennan tuloksia verrattiin Excel laskennan tuloksiin.
Muutokset parametreihin toisen sukupolven Eurokoodissa johtavat lievästi alhaisempiin käyttöasteisiin keskipitkillä lieriöillä. FEM:llä suoritetun ominaisarvoanalyysin tulokset olivat odotuksien mukaiset. Geometrisesti and materiaalisesti epälineaarinen analyysi sisältäen valmistusvirheet johti hieman pienempiin käyttöasteisiin.
Both versions of the standard were compared. The primary changes to the second-generation standard were in the parameters that represent nonlinearity and imperfections. The goal of clarifying the Eurocode can be seen in the text of the new version.
Calculation model, with the same geometric values as the Excel calculations, was done in Ansys for FEM calculations. The results of FEM calculations were compared to the Excel calculation results.
The changes in the parameters in the second-generation Eurocode result in slightly lower utilization for medium length cylinders. Linear eigenvalue analysis using FEM results were in line with expectations. Geometrically and materially nonlinear analysis with imperfections resulted slightly lower utilization.
Molempia standardin versioita verrattiin. Suurimmat muutokset toisen sukupolven standardiin liittyivät parametreihin, joilla edustetaan epälineaarisuutta ja valmistusvirheitä. Tavoite selkeyttää Eurokoodin tekstiä on nähtävissä standardin uudessa versiossa.
Laskentamalli luotiin Ansykseen FEM laskentaa varten käyttämällä samoja geometrian arvoja kuin Excel laskennassa. FEM laskennan tuloksia verrattiin Excel laskennan tuloksiin.
Muutokset parametreihin toisen sukupolven Eurokoodissa johtavat lievästi alhaisempiin käyttöasteisiin keskipitkillä lieriöillä. FEM:llä suoritetun ominaisarvoanalyysin tulokset olivat odotuksien mukaiset. Geometrisesti and materiaalisesti epälineaarinen analyysi sisältäen valmistusvirheet johti hieman pienempiin käyttöasteisiin.