A korszerű számítástechnikai eszközök hatékony alkalmazása vékonyfalú rúdszerkezetek stabilitási vizsgálataiban = Efficient application of today's computation technology in the stability analysis of thin-walled structures

Javaslatot tettünk vékonyfalú szelvények stabilitásvesztési módjainak új, mechanikai alapon történő definiálásra. Kidolgoztuk a cFSM (constrained Finite Strip Method) eljárást. A cFSM-mel tetszőleges nyitott keresztmetszetű két-csuklós prizmatikus rúd rugalmas stabilitásvizsgálata elvégezhető: tetszőleges tiszta vagy interakciós módhoz tartozó kritikus erő/nyomaték számítható. Megmutattuk, hogy a cFSM alkalmas tetszőleges végessávos sajátalak mód-identifikációjára, azaz számszerűsíthető a stabilitásvesztési típusok jelenléte egy adott stabilitásvesztési módban. Javaslatot tettünk az identifikációhoz szükséges ortonormálás opcióira. A cFSM módszert összehasonlítottuk a GBT (Generalized Beam Theory) módszerrel, rámutattunk a lényeges hasonlóságokra és különbségekre. Kidolgoztunk egy eljárást, melynek segítségével végeselemes módszerrel meghatározott sajátalakok mód-identifikációja is elvégezhető közelítően. Analitikus megoldottuk síkbeli és tisztán elcsavarodó kihajláshoz tartozó kritikus erő számítását, a rudat felületelemekkel modellezve, a lemez- és tárcsaelmélet feltevéseit használva. A megoldás magyarázatot ad a cFSM és más módszerek között a kihajlási/kifordulási kritikus értékben adódó különbségekre. Paraméteres vizsgálatokat hajtottunk végre a cFSM és a fél-analitikus végessávos módszer (VSM) közötti eltérésekre. Vizsgáltuk a VSM-be jelentkező interakció hatását, valamint a hidegen hengerelt szelvények esetén jelenlévő saroklekerekítések hatását. | We have proposed new, mechanics-based definitions for the various buckling types of thin-walled members. We have worked out the constrained Finte Stip Method (cFSM). cFSM is able to perform elastic stability analysis for uniform two-hinged members with arbitrary thin-walled cross-section: critical force/moment can be calculated to any clear or interacted buckling modes. We have shown that cFSM is able to identify arbitrary buckling mode calculated by a regular finite strip analysis, i.e., to determine the contribution of the buckling types to a given buckled shape. Options have been proposed for the orthonormalization, necessary for the identification. We have compared cFSM and the Generalized Beam Theory, important similarities and differences have been identified. We have proposed an approximate method for the identification of buckling modes calculated by finite element method. We have given analytical solution for the critical force to flexural and pure torsional buckling of columns. The solution is based on shell model in which the member is modelled by surface elements. The solution explains the differences of critical forces/moments for global member buckling, calculated by cFSM and other methods. We have performed parametric studies to analyze the differences between cFSM and semi-analytical finite strip method (FSM). We have investigated the interaction effect in FSM, as well as the effect of rounded corners typical for cold-formed members