Τοπικός και Πλευρικός Λυγισμός Σύνθετων Πλατύπελμων Δοκών με τη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων  

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Γεωργαντάς Λεωνίδας                                                 
Επιβλέπων Καθηγητής: Ραυτογίαννης Ι., Λέκτορας       
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2003 

Τα σύνθετα μέλη χρησιμοποιούνται ως δοκοί και στήλοι στις δομικές εφαρμογές. Ο λυγισμός, είναι ο τύπος αστοχίας που επικρατεί και πρέπει να ληφθεί υπόψη στο σχεδιασμό των στοιχείων αυτών.

Ειδικότερα, πλατύπελμες δοκοί, οι οποίες υποβάλλονται σε καμπτικά φορτία εμφανίζουν κίνδυνο αστοχίας σε τοπικό και πλευρικό λυγισμό ο οποίος είναι μεγαλύτερος σε σχέση με χαλύβδινες δοκούς εξ’ αιτίας της ορθοτροπίας του υλικού και του λεπτότερου υλικού δόμησης. Δεδομένου ότι οι κανόνες σχεδιασμού έναντι φαινομένων λυγισμού, δομικών στοιχείων από χάλυβα δεν ισχύουν για τα σύνθετα υλικά, αφού τα τελευταία δεν είναι ισότροπα, είναι αναγκαίος ο εκ νέου σχεδιασμός των  δοκών από σύνθετα υλικά έναντι αυτών των  μορφών αστοχίας.

 Χρησιμοποιούνται, η μηχανική ανάλυση και η κλασσική θεωρία κάμψεως για να προβλέψουν τις μηχανικές ιδιότητες δοκών από ινοπλισμένα πολυμερή (FRP). Για τις προκύπτουσες ιδιότητες των σύνθετων υλικών υιοθετείται η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων για τη διερεύνηση της συμπεριφοράς τους, σε τοπικό και πλευρικό λυγισμό. Παρουσιάζονται πειραματικά στοιχεία για τη σύγκριση της προβλεφθείσας συμπεριφοράς από την ανάλυση και της παρατηρηθείσας συμπεριφοράς από τις πειραματικές έρευνες.

Προηγήθηκε μια επεξήγηση των μορφών αυτών αστοχίας και της αναγκαιότητας διερεύνησης τους στα σύνθετα υλικά.. Τέλος έγινε μια αναφορά σε υπάρχουσες έρευνες τόσο μέσα από πειράματα που έχουν διεξαχθεί, όσο και σε αναλυτικές μεθόδους, για να  γίνουν οι απαραίτητες συγκρίσεις με τη παρουσα ανάλυση.

Χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων για τη διερεύνηση της συμπεριφοράς τοπικού και πλευρικού λυγισμού πλατύπελμων  Ι – διατομής  δοκών από ινοπλισμένα πολυμερή (FRP). Έγινε πρόβλέψη των κρισίμων φορτίων λυγισμού καθώς και των αντίστοιχων μορφών αστοχίας σε λυγισμό. Για την ανάλυση χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων MSC ΝΑSTRAN.