Lyukgyengített vékonyfalú szerkezeti elemek vizsgálata

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
18/02
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
adany.sandor@epito.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
Lyukgyengített szerkezeti elemeket számos kutatás vizsgált az elmúlt években, évtizedekben. Számos publikáció foglalkozik lineáris stabilitásvizsgálattal, míg mások a nemlineáris viselkedést igyekeznek vizsgálni, akár valós kísérletek, akár fejlett numerikus vizsgálatok segítségével. Ugyanakkor számos olyan numerikus módszer is napvilágot látott, amelyik kifejezetten a lyukgyengített vékonyfalú elemek vizsgálatára lett kifejlesztve. Ezen numerikus módszerek között említendő a végessávos módszer (VSM), melynek létezik lyukgyengített szerkezeti elemekre kiterjesztett változata, mely főleg nagyszámú, kisebb méretű, reguláris elrendezésű lyuk esetén alkalmazható, mint amilyenek pl. állványrendszerek oszlopai. Létezik olyan javaslat is, mely a közönséges VSM eljárást alkalmazza a lyukgyengített szerkezeti elemekre, a lyukak hatását redukált vastagsággal (közelítőleg) figyelembe véve. Ezen VSM eljárások segítik a lyukgyengített elemek méretezését, de nem alkalmasak a különféle viselkedési módok elkülönítésére, a deformációk dekompozíciójára. A közelmúltban két kutatócsoport is publikált GBT (általánosított gerendaelmélet) alapú számítási eljárást lyukgyengített szerkezeti elemek lineáris stabilitásvizsgálatára. E két (jelentősen eltérő) eljárás alkalmas a viselkedési módok dekompozíciójára (pl. közvetlenül a torzulásos horpadáshoz tartozó kritikus teher meghatározására) és a deformációk modális identifikációjára, de ezen eljárások relatíve bonyolultak és bizonyos korlátokkal alkalmazhatóak (pl. nem-szabályos alakú lyukak, vagy bonyolult elrendezkedésű lyukak nehezen vagy egyáltalán nem kezelhetőek). Olyan javaslat is született, mely kereskedelmi végeselemes szoftverhez illeszkedően definiál általános kényszerfeltételeket, ezzel lehetővé téve a modális dekompozíciót (legalábbis közelítően), elvileg lyukgyengített elemek esetén is. Végül megemlítendő egy közelmúltbeli javaslat, a cFEM (elmozduláskorlátozott végeselem módszer), amely egy fejlett modális dekompozícióra képes héjvégeselemes eljárás. A cFEM alkalmazható lyukgyengített szerkezeti elemek vizsgálatára is, lényeges korlátozások nélkül. 
A különféle kutatások ellenére a lyukak hatása a vékonyfalú szerkezeti elemek viselkedésére még továbbra sem teljesen tisztázott. Általánosságban is igaz, hogy a vékonyfalú elemek viselkedése bonyolult, különféle viselkedési módokkal jellemezhető, sok esetben ezen viselkedési formák interakcióban jelentkeznek. Ha az elemben lyukak vannak, a vseilkedés tovább komplikálódik. A javasolt kutatás célja a lyukak hatásának a vizsgálata vékonyfalú szerkezeti elemek viselkedésére, különös tekintettel a (gyakran mértékadó) stabilitási viselkedésre (pl. kihajlás, kifordulás, torzulásos horpadás, lemezhorpadás, nyírási horpadás, beroppanás). Mind lineáris (pl. lineáris egyensúlyelágazás), mind nemlineáris vizsgálatok szükségesek, beleértve a teherbírás meghatározásának tervezési eljárásait is. A kutatások elsődleges eszköze a végeselemes módszer, köztük nemlineáris szimulációs analízisek és cFEM számítások. A doktorandusz jelölttel szemben elvárás a végeselemes analízisben való jártasság (pl. Ansys), és a MatLab programozás (legalább elemi szinten). 
A téma meghatározó irodalma: 
1. Moen C.D., Schafer B.W., “Experiments on cold-formed steel columns with holes”, Thin-Walled Structures, 46(10), pp. 1164-1182, 2008.
2. Moen C.D., Schafer B.W., „Elastic buckling of cold-formed steel columns and beams with holes”, Engineering Structures, 31(12), pp. 2812-2824, 2009.
3. Pham C.H., „Shear buckling of plates and thin-walled channel sections with holes”, Journal of Constructional Steel Research, Vol 128, pp. 800-811, 2017.
4. Yao Z., Rasmussen K.J.R., “Material and geometric nonlinear isoparametric spline finite strip analysis of perforated thin-walled steel structures - analytical developments”, Thin-Walled Structures, Vol 49, pp. 1359-1373, 2011.
5. Casafont M., Pastor M., Bonada J., Roure F., Peköz T., „Linear buckling analysis of perforated steel storage rack columns with the Finite Strip Method”, Thin-Walled Structures, Vol 61, pp. 71-85,  2012.
6. Cai J., Moen C.D., “Elastic buckling analysis of thin-walled structural members with rectangular holes using generalized beam theory”, Thin-Walled Structures, Vol 107, pp. 274-286, 2016.
7. Casafont M., Bonada J., Pastor M.M. and Roure F. „GBT calculation on elastic buckling loads of cold-formed steel rack columns”, Proceedings of the International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures, SDSS 2016, (eds. D. Dubina, V. Ungureanu), Timisoara, Romania, May 30 – June 1, 2016, pp. 297-304.
8. Ádány S.: Constrained shell Finite Element Method for thin-walled members with holes, Thin-Walled Structures, vol 121, pp. 41-56. (2017)
9. Ádány S.: “Flexural Buckling of Simply Supported Thin-Walled Columns with Consideration of Membrane Shear Deformations: Analytical Solutions based on Shell Model”, Thin-Walled Structures, Vol 74, pp. 36-48, 2014.
10. Geleji B., Szedlák M., Visy D., Ádány S., „Understanding the global buckling behaviour of thin-walled members with slotted web”, Proceedings of the 22nd International Speciality Conference on Cold-Formed Steel Structures, Nov 5-6, 2014, St. Louis, USA (eds: R.A. LaBoube, W.W. Yu), pp. 51-66.
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
1. Thin-Walled Structures
2. Journal of Constructional Steel Research
3. Computers and Structures
4. Journal of the Structural Engineering
5. Journal of Solids and Structures
6. Engineering Structures
7. Periodica Polytechnica ser. Civil Engineering
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
1. Ádány, S., Schafer, B.W.: “A full modal decomposition of thin-walled,
single-branched open cross-section members via the constrained finite strip
method”, Journal of Constructional Steel Research, 64 (1), pp. 12-29, 2008.
2. Beregszászi Z., Ádány S.: „Application of the constrained finite strip method for the buckling design of cold-formed steel members via the direct strength method” Computers and Structures, 89 (2011), pp. 2020-2027.
3. Ádány S., Visy D.: “Global Buckling of Thin-Walled Columns: Numerical Studies”, Thin-Walled Structures (2012), Vol 54, pp 82-93.
4. Zhanjie Li, Jean C. Batista Abreu, Jiazhen Leng, Sándor Ádány, Benjamin W. Schafer: “Review: Constrained Finite Strip Method Developments and Applications in Cold-formed Steel Design”, Thin-Walled Structures (2013), Vol 81, pp 2-18.
5. Ádány S: Constrained shell Finite Element Method for thin-walled members, Part 1: constraints for a single band of finite elements, Thin-Walled Structures, 2017. (available on-line)
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
1. Ádány S: Constrained shell Finite Element Method for thin-walled members, Part 1: constraints for a single band of finite elements, Thin-Walled Structures, 2017. (available on-line)
2. Adany S, Schafer B W, A full modal decomposition of thin-walled, single-branched open cross-section members via the constrained finite strip method, 
JOURNAL OF CONSTRUCTIONAL STEEL RESEARCH 64:(1) pp. 12-29. (2008)
3. Ádány S, Kachichian M, Kövesdi B, Dunai L, Experimental Studies on Deep Trapezoidal Sheeting with Perforated Webs, JOURNAL OF THE STRUCTURAL ENGINEERING 139:(5) pp. 729-739. (2013)
4. Beregszászi Z, Ádány S, Application of the constrained finite strip method for the buckling design of cold-formed steel members via the direct strength method, 
COMPUTERS & STRUCTURES 89:(21-22) pp. 2020-2027. (2011)
5. Visy D, Ádány S, Local Elastic and Geometric  Stiffness Matrices for the Shell  Element Applied in cFEM, Periodica Polytechnica ser. Civil Engineering, 61(3), pp. 569-580, 2017.

A témavezető eddigi doktoranduszai

Visy Dávid (2010/2013/)
Hoang Trung (2018//)
Státusz: 
régi