Analiza naprezanja i deformacija u toplinski opterećenoj ljuskastoj konstrukciji

undergraduate thesis

• Title (english): Analysis of stresses and strains in shell structure subjected to thermal load
• Author: Matej Markulin
• Mentor: Ivica Skozrit (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2016-03-02, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

U radu su analizirana naprezanja, deformacije, pomaci i raspored temperature u toplinski opterećenoj konstrukciji sastavljene od 3 paralelno postavljene ploče. Ploče su ukliještene s donje strane, a s gornje su međusobno povezane preko idealno krute ploče. Idealno kruta ploča se ne deformira već prenosi sve pomake donjih ploča. Konstrukcija je opterećena dovođenjem topline na srednju ploču. Numerička analiza se provodi pomoću programskog paketa ABAQUS. Kao konačni elementi koristit će se ljuskasti konačni elementi (Shell). Opisana je metoda konačnih elemenata, gdje i kako se primjenjuje, navedeni su elementi koji se koriste za analizu u radu. Bit će prikazano kako konvergencija elemenata, tj. stupnjeva slobode utječe na točnost rezultata. Verifikacija i konvergencija konačnih elemenata na jednostavnijem je provedena za 3 različita opterećenja. Jednostavniji element prestavlja gredu opterećenu toplinski i ukliještenu s jedne strane za koju postoji analitičko rješenje, dok za neke vrste opterećenja analitičko rješenje neće postojati. Rezultati dobiveni pomoću programskog paketa ABAQUS su uspoređeni s onima dobivenim analitički. Kao i za verifikaciju, provedena je analiza modela za 3 različita toplinska opterećenja. Nakon toga je provedena analiza konstrukcije pomoću odabranih ljuskastih konačnih elemenata. Prikazana je raspodjela pomaka, naprezanja, temperatura i deformacija duž elemenata. Mreža je u početku modelirana s manjim brojem elemenata, dok kasnije se broj elemenata povećava kao i točnost rezultata.

Abstract (english)

In this paper has been analyzed the stresses, strains, displacements and temperature distribution in heat loaded construction composed of 3 parallel plates. The plates are pinched on the lower side, and coupled on upper side with an ideal rigid plate. Ideal rigid plate are not deformable but transfers all movements of the lower plate. The construction is loaded by heat on the middle plate. Numerical analysis of this work is carried out using the software package ABAQUS. As the final elements will be used shell finite elements. The paper describes the finite element method, where and how to apply, listed are elements used in this paper. It will be shown how the convergence of elements, ie. degrees of freedom affects on the accuracy of the results. Verification and convergence of finite elements of simply model have been conducted for 3 different loads. Simpler element represents beam loaded with heat and pinched on one side of which there is an analytical solution, while for some types of loads analytical solution will not exist. Results obtained by using the software package ABAQUS were compared with those obtained analytically. Then, has been analyzed selected structures using shell finite elements. The distribution of displacements, stresses, temperature and strain along the elements has been shown. The mesh was initially modeled with a smaller number of elements, and later the number of elements increases like the accuracy of the results.

• Keywords: greda; temperatura; ABAQUS; metoda konačnih elemenata; ljuskasti elementi
• Keywords (english): beam; temperature; ABAQUS; discretisation; finite element method; shell elements
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:419505
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2019-05-22 16:03:18