Η Σημασία της Μη Γραμμικής Συμπεριφοράς για τον Σχεδιασμό Μεταλλικών Κατασκευών 

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Χρυσοβιτσιώτης Γεώργιος                                                             
Επιβλέπων Καθηγητής: Γαντές Χ., Επ. Καθηγητής             
Ημερομηνία : Οκτώβριος 2005  

Σκοπός αυτής της μεταπτυχιακής εργασίας είναι η συστηματική αντιμετώπιση της μη γραμμικής συμπεριφοράς μεταλλικών κατασκευών και η εξασφάλιση της ευστάθειάς τους. Λαμβάνονται υπόψη όλα τα είδη μη γραμμικοτήτων, καθώς και συνδυασμοί αυτών.

Αρχικά, αναφέρονται συνοπτικά τα είδη μη γραμμικότητας που μπορούν να παρουσιαστούν σε μια κατασκευή, καθώς και οι διάφοροι τρόποι μελέτης που μπορούν να εφαρμοστούν. Εξηγείται η σημασία των αρχικών ατελειών, και τέλος παρουσιάζονται γενικά παραδείγματα.

 Στη συνέχεια, αναλύεται η μη γραμμικότητα του υλικού. Παρουσιάζονται οι ιδιότητες του δομικού χάλυβα, καθώς και διάφορες θεωρίες αστοχίας των υλικών. Ακόμη, αναφέρονται κάποια παραδείγματα επίδρασης της μη γραμμικότητας του υλικού σε απλούς φορείς (πλαστική ανάλυση).

Έπειτα, γίνεται εκτενής αναφορά στη μη γραμμικότητα της γεωμετρίας. Εξηγούνται αναλυτικά η μέθοδος ισορροπίας (ή Euler) και η ενεργειακή μέθοδος. Αναλύονται πολλά παραδείγματα απλών μονοβάθμιων συστημάτων, στα οποία περιγράφονται και οι τέσσερις πιθανοί τρόποι λυγισμού, καθώς και όλοι οι τρόποι ανάλυσης. Ακόμα, γίνεται αναφορά και σε κάποια παραδείγματα συστημάτων με δύο βαθμούς ελευθερίας, για τη μελέτη των οποίων χρησιμοποιούνται και πάλι οι γνωστές μέθοδοι ανάλυσης.

Ακολουθούν πιο ειδικά θέματα μη γραμμικής συμπεριφοράς μεταλλικών κατασκευών. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται τα θέματα του τοπικού και διατμητικού λυγισμού. Έχουν γίνει κυρίως παραμετρικές αναλύσεις σε προγράμματα πεπερασμένων στοιχείων, όπου μεταβάλλονταν διάφορες παράμετροι, όπως για παράδειγμα τα πάχη των στοιχείων των διατομών ή η θέση και οι διαστάσεις των ενισχύσεων. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν είναι χρήσιμα για τον σχεδιασμό ενός μεταλλικού μέλους.

Τέλος, μελετήθηκαν δύο χαρακτηριστικά είδη φορέων που παρουσιάζουν προβλήματα αστάθειας. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται ο λυγισμός τόξων και κελυφών. Ύστερα από σύντομα θεωρητικά υπόβαθρα, γίνεται κυρίως αριθμητική αντιμετώπιση των θεμάτων, μέσω προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων.