Korkealujuusteräksisten nelikulmaisten putkiprofiilien hitsattu T-liitos, taivutuskestävyys ja kiertymäjäykkyys
Kosti, Marko (2019)
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019052712377
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019052712377
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena on ollut tuottaa lisää tutkimustietoa korkealujuusteräsputkiliitosten taivutuskestävyydestä ja kiertymäjäykkyydestä. Tutkimusta on tehty laskennallisesti FEM-analyyseillä ja kirjallisuudesta löytyvillä laskentakaavoilla. Vähäisen tutkimustiedon vuoksi tutkituille liitoksille on asetettu ylimääräisiä kestävyyden pienennyskertoimia eurokoodin laskentakaavoissa. Eurokoodi sisältää vain lujuuslaskennan kaavat teräsputkirakenteiden osalta mutta ei mitään kiertymäjäykkyyden laskennasta.
Pääpaino työssä on ollut liitosten tutkiminen FEM-analyyseillä. Laskenta on tehty pääosin ANSYS-ohjelmistolla solidielementtimalleilla, sisällyttämällä tarkasteluihin hitsien viereen mallinnettu HAZ-alue. Lisäksi RFEM- ohjelmalla on laskettu yksi liitos kuorielementtejä käyttäen, jotta saataisiin vertailutietoa sen soveltuvuudesta liitosten mitoitukseen.
Idea opinnäytetyön aiheesta tuli Hämeen Ammattikorkeakoulun HAMK Tech tutkimusyksiköltä, jossa tehdään tutkimusta korkealujuusteräksiin liittyen. Tämä työ on osaltaan jatkoa aiemmille tutkimuksille.
Eurokoodin laskentakaavojen tuloksien todettiin vastaavan hyvin eurokoodin mukaisin kriteerein toteutettujen FEM -analyysien tuloksia, ja HAZ-alueen mallinnus todettiin käyttökelpoiseksi menetelmäksi. Kiertymäjäykkyyden osalta tuloksissa havaittiin oleellinen ero. FEM -laskennalla todettiin liitosten kiertymäjäykkyyden olevan huomattavasti suurempi kuin käytettävissä olevilla laskentakaavoilla saadut tulokset osoittavat.
Pääpaino työssä on ollut liitosten tutkiminen FEM-analyyseillä. Laskenta on tehty pääosin ANSYS-ohjelmistolla solidielementtimalleilla, sisällyttämällä tarkasteluihin hitsien viereen mallinnettu HAZ-alue. Lisäksi RFEM- ohjelmalla on laskettu yksi liitos kuorielementtejä käyttäen, jotta saataisiin vertailutietoa sen soveltuvuudesta liitosten mitoitukseen.
Idea opinnäytetyön aiheesta tuli Hämeen Ammattikorkeakoulun HAMK Tech tutkimusyksiköltä, jossa tehdään tutkimusta korkealujuusteräksiin liittyen. Tämä työ on osaltaan jatkoa aiemmille tutkimuksille.
Eurokoodin laskentakaavojen tuloksien todettiin vastaavan hyvin eurokoodin mukaisin kriteerein toteutettujen FEM -analyysien tuloksia, ja HAZ-alueen mallinnus todettiin käyttökelpoiseksi menetelmäksi. Kiertymäjäykkyyden osalta tuloksissa havaittiin oleellinen ero. FEM -laskennalla todettiin liitosten kiertymäjäykkyyden olevan huomattavasti suurempi kuin käytettävissä olevilla laskentakaavoilla saadut tulokset osoittavat.