Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η παρουσίαση των μορφών γεωμετρικής αστάθειας, όπως αυτές εμφανίζονται σε δοκούς. Η παρουσίαση αυτή γίνεται για εκπαιδευτικούς κυρίως λόγους, έτσι ώστε να μπορούν να παρουσιαστούν εποπτικά οι μορφές αυτές ως παραδείγματα αστάθειας. Υπάρχουν δυο τρόποι να έρχονται σε επαφή οι φοιτητές με τις μορφές αυτές, η παρουσίαση σε εργαστήρια και η παρουσίαση με ηλεκτρονικά μέσα (Computer Aided Learning). Έχοντας ως δεδομένη τη δυσχέρεια της παρουσίασης όλων των μορφών γεωμετρικής αστοχίας στην πράξη, αφού κάτι τέτοιο θα απαιτούσε μεγάλο αριθμό δοκιμίων και επισκέψεων σε εργαστήρια, γίνεται μια προσπάθεια να χρησιμοποιηθεί ο υπολογιστής ως εκπαιδευτικό εργαλείο προσομοιώνοντας κατά το δυνατόν πιστότερα τις καταστάσεις αυτές. Τα προγράμματα επεξεργασίας με πεπερασμένα στοιχεία δίνουν τη δυνατότητα για τέτοιου είδους εποπτεία, είναι όμως για το μέσο χρήστη αρκετά πολύπλοκα και δύσχρηστα.

Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής ένα πρόγραμμα για να διευκολύνει τη χρήση των προγραμμάτων αυτών και ειδικότερα του MSC/NASTRAN FOR WINDOWS, στον συγκεκριμένο τομέα. Η συγγραφή του προγράμματος το οποίο ονομάζεται “Beammaker” έγινε με σκοπό την ταχεία δημιουργία αρχείων δεδομένων .dat τα οποία είναι σε μορφή έτοιμα να εισαχθούν στο MSC/NASTRAN. Στο πρόγραμμα εισάγονται τα στοιχεία υλικού και διατομής, τα είδη στηρίξεων και φορτίσεων και οι γεωμετρικές διαστάσεις μιας δοκού και υπολογίζονται οι θεωρητικές τιμές των κρίσιμων φορτίων αστοχίας και γεωμετρικής αστάθειας. Στη συνέχεια δημιουργείται ένα αρχείο το οποίο περιέχει τον φορέα διαμερισμένο σε πεπερασμένα στοιχεία, όπως επίσης και τις πληροφορίες για τις στηρίξεις και την φόρτισή του. Το αρχείο αυτό εισάγεται στο MSC/NASTRAN όπου και επιλύεται με σκοπό τον υπολογισμό των μορφών και κρίσιμων φορτίων των ιδιομορφών λυγισμού της δοκού.

Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας αναπτύχθηκε και ένα δεύτερο πρόγραμμα, με την ονομασία “Imperfection” αντικείμενο του οποίου είναι η προσθήκη ατελειών σε φορείς της μορφής που αναπτύχθηκε πιο πάνω. Στο πρόγραμμα αυτό εισάγεται το αρχείο δεδομένων της δοκού όπως κατασκευάστηκε με το πρώτο πρόγραμμα, ή όπως εξήχθη από το MSC/NASTRAN. Εισάγεται επίσης ένα αρχείο με πληροφορίες παραμορφώσεων για τον ίδιο φορέα (συνήθως της πρώτης ιδιομορφής) ποσοστό των οποίων εισάγεται στον φορέα ως αρχική ατέλεια. Εξαγόμενο του προγράμματος είναι και πάλι ένα αρχείο δεδομένων, αυτή τη φορά με ενσωματωμένες τις πληροφορίες της αρχικής ατέλειας.  

Για να γίνουν πιο κατανοητές οι διάφορες μορφές λυγισμού, χρησιμοποιούνται τα παραπάνω προγράμματα για την δημιουργία παραδειγμάτων όπου φαίνονται οι μορφές αυτές. Τα θεωρητικά αποτελέσματα συγκρίνονται με τα υπολογιζόμενα από το πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων και εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα