Linearna i nelinearna analiza tankostjenih konstrukcija

Voditelj grupe

prof. dr. sc. Frane Vlak

Suradnici

prof. emer. dr. sc. Radoslav Pavazza
prof. dr. sc. Jani Barle
prof. dr. sc. Vedrana Cvitanić
izv. prof. dr. sc. Marko Vukasović
doc. dr. sc. Branka Bužančić Primorac
dr. sc. Maja Džoja
dr. sc. Stipe Perišić

Opis područja istraživanja i specifičnih aktivnosti

  1. Teorija elastičnosti
  2. Tankostjeni štapovi
  3. Sustavi tankostjenih štapova
  4. Brodske konstrukcije
  5. Konstrukcije vjetroelektrana
  6. Kompozitni materijali
  7. Teorija plastičnosti
  8. Elasto-plastične konstitutivne formulacije ortotropnih materijala
  9. Procjena parametara putem Bayesove analize

Opis laboratorija i opreme

Koristi se Laboratorij za mehaniku koji je, još uvijek, u fazi opremanja, Laboratorij za hidrauličke i pneumatičke uređaje kao i oprema u Laboratoriju za konstrukcije i Laboratoriju za obradu deformiranjem.

Od opreme koristi se:

  • Nekoliko National Instruments platformi za prikupljanje i obradu signala te senzori potrebni za dijagnostiku na mehaničkim sustavima
  • Ispitni hidraulički stol za promjenu i vođenje brzine motora konstantnog volumena. Pneumatički proporcionalni razvodnici i regulatori tlaka
  • Dijagnostički eksperimentalni model sa zračnim ležajem
  • Servo-hidraulična dinamička kidalica, mehanički ekstenzometri
  • Alati za duboko vučenje

Kontakti s akademskim i drugim institucijama

  • Sveučilište u Splitu, Odjel za stručne studije, Hrvatska
  • Sveučilište u Splitu, Prirodoslovno-matematički fakultet (PMFST), Hrvatska
  • Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje (FSB), Hrvatska
  • Universidade de Coimbra, Portugal
opis istraživanja

Linearna i nelinearna analiza tankostjenih konstrukcija (LINATK)

Opis istraživanja za razdoblje od 5 godina

Klasične teorije tankostjenih štapova (Timošenko, Vlasov) temelje se na pretpostavci da se oblik poprečnog presjeka ne mijenja tijekom deformiranja. Zahvaljujući takvoj pretpostavci, analiza pomaka i naprezanja postaje relativno jednostavna, kako pri savijanju tako i uvijanju štapova. Međutim, u slučaju izrazito tankostjenih štapova, a posebno ortotropnih materijala, te promjene oblika poprečnog presjeka mogu biti značajne i mogu značajno utjecati na raspodjelu i veličinu naprezanja. Poseban interes postoji za proučavanje utjecaja distorzije oblika poprečnih presjeka, kako na savijanje tako i na uvijanje tankostjenih štapova. Deplanacija poprečnih presjeka pri savijanju štapova zbog utjecaja smicanja relativno je dobro istražena, kad se radi o izotropnim materijalima. Deplanacija se proučava zbog utjecaja na pomake, a manje na naprezanja. Pri uvijanju, deplanacija poprečnih presjeka, kao posljedica tankostjenosti presjeka, uključena je u teoriju uvijanja po Vlasovu; deplanacija koja nastaje zbog smicanja predmet je novijih istraživanja. Proučavanje tankostjenih štapova pri općem opterećenju, a posebno u slučaju ortotropnih materijala, također je predmet najnovijih istraživanja. U okviru istraživanja vezanih za tankostjene štapove dodatna pažnja je posvećena analizi tankostjenih zakrivljenih štapova. Osim spregnutosti pomaka i unutarnjih sila kod ovih štapova, istražit će se i utjecaj smicanja u analizi kratkih zakrivljenih štapova poprečnih presjeka s dvije osi simetrije opterećenih u i izvan ravnine zakrivljenosti.

Planira se nastavak istraživanja u području matematičke teorije plastičnosti ortotropnih materijala: razvoj konstitutivnih modela kojima je moguć opis promjene plastične anizotropije s napredovanjem procesa plastične deformacije (implementacija složenih ortotropnih funkcija naprezanja i algoritamski konzistentnog tangentnog modula, razmatranje uvjeta stabilnosti plastičnog toka), primjena alternativnih postupaka u kalibraciji modela i primjena do sada razvijenih modela u predviđanju i optimizaciji različitih postupaka oblikovanja limova deformiranjem (posebno postupak krimpanja). Nadalje, provesti će se istraživanja koja se odnose na karakterizaciju i modeliranje elastične i plastične anizotropije metalnih uzoraka izrađenih aditivnom proizvodnjom.