Tasaisesti kuormitetun lujitemuovilaatan geometrinen epälineaarisuus

Markku Hentinen, Gunnar Holm

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Geometrinen epälineaarisuus tulee merikittäväksi, mikäli taipuma ylittää laatan paksuuden puolikkaan. Tämä on tavallista lujilemuovirunkoisten veneiden, joiden ensijainen mitoituskriteeri on laminaatin jännitystaso ja joissa suurehkoja taipumia voidaan sallia. Rakenneanalyysissä tulee tällöin ottaa huomioon laattaan syntyvät membraani- eli kalvojännitykset. Työn tatkoituksena on tutkia, milloin membraanijännitysten huomioon ottaminen tyypillisillä venerakenteilla on välttämätöntä oikean jännitysjakauman ja maksimitaipuman määrittämiseksi, kun kuormituksena on tasainen paine. Reunaehtojen, paneelin sivusuhteen ja lujitteiden suuntautuneisuuden vaikutukset ovat tällöin keskeisiä. Suurten taipumien laskentaan soveltuvia menetelmiä on vertailtu lyhyesti. Laskelmat on pääosin tehty G.H. Littlen (1987) kehittämällä menetelmällä, joka perustuu kokonaispotentiaalienergian suoraan miniinointiin. FORTRAN-kieliohjelma on modifioitu sopivaksiVTT/LAI:n Micro VAX II:een, jolla yhden vaatima keskusyksikköaika on edelleen hyvin kohtuullinen. Joitakin vertailulaskelmia on tehty myös elementtimenetelmällä ADINA-ohjelmaa käyttäen, ja tulokset ovat varsinkin taipumien osalta yhdenmukaisia. Menibraanijännitysten aiheuttama geometrinen epälineaarisuus on merkittävää jo yllättävän pienellä painekuormalla, kun paneelin mitat ovat venerakenteelle tyypillisiä. Lineaariset menetelmät eivät siten yleensä sovellu tämäntyyppisten paneelien laskentaan, jos oikea jännitysjakauma halutaan ottaa huomioon laminaatin suunnittelussa. Reunaehdoista laatan tason suuntaisen siirtymän estäminen on usein merkittävin. Tulokset osoittavat myös lujitteiden suuntaamisen merkittävyyden.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages66
ISBN (Print)951-38-3716-5
Publication statusPublished - 1990
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number694
ISSN0358-5077

Keywords

  • composite materials
  • laminates
  • reinforced plastics
  • shiphulls
  • stress concentration
  • computer programs
  • membrane stress

Cite this

Hentinen, M., & Holm, G. (1990). Tasaisesti kuormitetun lujitemuovilaatan geometrinen epälineaarisuus. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 694