Okhten I. Stability of an thin-walled open-profile bars with imperfections of form

Українська версія

Thesis for the degree of Candidate of Sciences (CSc)

State registration number

0424U000048

Applicant for

Specialization

  • 05.23.17 - Будівельна механіка

09-02-2024

Specialized Academic Board

Д 026.56.04

Kyiv National University of Construction and Architecture

Essay

The dissertation work is dedicated to the investigation of the stability of thin-walled open-profile elastic bars with imperfections of form. A numerical methodology for researching the stability of bars with geometric imperfections of various amplitudes and forms has been developed based on the finite element method and computational procedures of the NASTRAN software complex. It has been devised an algorithm for computer finite element modeling of thin-walled bars in the form of a set of planar shell elements. Software has been developed for modeling geometric imperfections of various amplitudes in the form of local and global shapes of stability loss for bars, considering the out-of-plane deformation of their cross-section which adapted to the NASTRAN computational complex. The effectiveness of modeling thin-walled bars in the form of a set of shell finite elements has been confirmed by solving a test problem of the stability of beams of a trading complex in Mykolaiv, considering various scenarios of bracing under vertical loads. The stability of an open-profile bar with imperfections of form in a nonlinear setting using the Newton-Raphson method is dedicated to the second test problem. The coincidence of the obtained results with the results of other authors and experiments has been confirmed. The work examines the stability of various types of thin-walled bars with imperfections of form under longitudinal loading in a linear setting using the Lanzos method and in a geometrically nonlinear setting using the Newton-Raphson method. It has been researched the combined effect of the initial imperfection amplitude and the eccentricity of applied forces on the nonlinear deformation and stability of thin-walled open-profile bars of the real structure. Dependencies of critical load values and stability loss forms on the amplitude of bar imperfections and the eccentricity of applied longitudinal forces are presented. The influence of the model and amplitude of geometric imperfections on the stability of thin-walled open-profile bars is confirmed. Keywords: open profile thin-walled elastic bars, imperfections of form, static stability, critical loads, stability loss forms, finite element method.

Research papers

Okhten I.O. Some aspects of consideration of initial imperfections in the calculations of stability of thin-walled elements of open profile / I.O. Okhten, O.O. Lukianchenko // Strength of materials and theory of structures. К.: KNUCA. − 2021. − Issue 106. − P. 122-128.

Охтень І.О. Аналіз втрати стійкості тонкостінних стержнів відкритого профілю з урахуванням недосконалостей форми / І.О. Охтень, О.О. Лук’янченко, А.А. Козак // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-тех. збірн. – К.: КНУБА, 2022. – Вип. 108. – С. 360-368.

Дослідження стійкості тонкостінних елементів відкритого профілю з урахуванням початкових недосконалостей / Є.О. Гоцуляк, І.О. Охтень, О.О. Лук’янченко // Зб. Опір матеріалів та теорія споруд. К.: КНУБА, 2008. − Вип.82. − C.131-136.

Охтень І.О. Дослідження сумісного впливу початкових недосконалостей і ексцентриситету на стійкість стержнів відкритого профілю / І.О. Охтень, Є.О. Гоцуляк, О.О. Лук’янченко //Зб. Опір матеріалів та теорія споруд. К.: КНУБА, 2009. − Вип. 83. − C.126-132.

Охтень І.О. Дослідження стійкості тонкостінних елементів відкритого профілю з різними варіантами розкріплення / І.О. Охтень, Є.О. Гоцуляк // Зб. Опір матеріалів та теорія споруд. К.: КНУБА, 2010. − Вип.86. − C.56-64.

Комп’ютерне моделювання в задачах стійкості тонкостінних стержнів відкритого профілю з недосконалостями форми / О.О. Лук’янченко, I.О. Охтень // Зб. Управління розвитком складних систем. К.: КНУБА. − 2021. − Вип. 47. − С. 95-101.

Охтень І.О. Особливості проектування конструкцій зі сталевих гнутих профілів і профілів підвищеної жорсткості // Наукова конференція молодих вчених, аспірантів і студентів КНУБА, м. Київ, 17-19 жовтня 2006 р. − С. 31.

Okhten I. Вплив початкових недосконалостей форми на стійкість тонкостінних стержнів // XXVII International Scientific and Practical Conference «Multidisciplinary academic research and innovation» (May 25-28, Amsterdam, Netherlands, 2021)

Numerical approach to research of elastic systems parametric vibrations with shape imperfections / O. Lukianchenko, O. Kostina, I. Okhten // Світ наукових досліджень. Випуск 16. Зб. Наукових публікацій міжнародної мультидисциплінарної наукової інтернет-конференції. м. Тернопіль, Україна – м. Переворськ, Польща, 16-17 лютого 2023 р. − С. 403.

Files

Similar theses