search query: @keyword Finite-element method / total: 5
results-list
reference: 4 / 5
« previous | next »
Author:Rajasuo, Veli-Ville
Title:Profiilipintaisen sandwich palkin koetulosten arviointi ja vertailu laskentatuloksiin
Evaluation of the test results of sandwich panels with comparison to the calculated results
Publication type:Master's thesis
Publication year:2010
Pages:81 + [20]      Language:   fin
Department/School:Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan laitos
Main subject:Rakenteiden mekaniikka   (Rak-54)
Supervisor:Aalto, Jukka
Instructor:Hassinen, Paavo
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto     | Archive
Keywords:sandwich panel
fastening
loading test
finite-element method
sandwich-elementti
kiinnike
kuormituskoe
elementtimenetelmä
Abstract (eng): In this master's thesis the mechanical behaviour of sandwich panels under transversal loading was studied both experimentally and by calculations.
The faces of the panels were made of steel sheet.
One of the faces was strongly profiled while the other face had only slight profiles.
The core layer was made of polyurethane foam.
Two test series A and B was made to the specimens.
The objective of the test series A was to study the behaviour of the specimens under a pressure load caused by a snow or a wind.
The objective of the test series B was to study the behaviour of the specimens under a suction load caused by a wind.
The tests analysed in the thesis relate to the EU-project Ensuring Advancement in Sandwich Construction through Innovation and Exploitation (EASIE) in which Department of Structural Engineering and Building Technology of Aalto University School of Science and Technology is involved.

For analyzing the test results, analysis software was developed in MATLAB programming environment for a linear elastic sandwich beam.
The software is based on the theory of the thick faced rigid sandwich beams which has been extended to cover the analysis of profiled faces.
The software adapts the systematic of the finite element method; therefore it provides the possibility to analyze single or multi-span sandwich beams with different loadings and support conditions.
A beam element was developed for the software which has two nodes and six degrees of freedom.
The degrees of freedom are the deflection of the beam, the rotation of the line segment of the centroids of the sections of the faces and the rotation of the faces on the both nodes of the element.
The loads related to the degrees of freedom are the shear force, the bending moment caused by the normal forces of the faces and the total bending moment of the faces on the both nodes.
The positive directions of the loads are equal to that of the degrees of freedom.
The loads can be given as point loads and point moments to the degrees of freedom as well as equally distributed loads to the element.
Although the software is applicable to linear elastic structures it can be used with some limitations to estimate plastic hinges that relate to the rotation degrees of freedom.

In the third part of the thesis the test results were compared with the results of the calculation.
The comparable variables were the deflection, the support reaction and the strain at the measurement points as function of the load.
The results of the calculations correspond well to the test results on those load values in which the behaviour of the specimen is linear elastic.
The development of the plastic hinge of the faces was modelled by modifying the static system at higher load levels.
The correspondence between the results of test series A and the calculated results was better than the correspondence between the similar results in the test series B.
Abstract (fin): Tässä diplomityössä tarkasteltiin kokeellisesti ja laskennallisesti sandwich-elementtien lujuusteknistä käyttäytymistä poikittaisen kuormituksen alaisena.
Kokeissa käytettyjen elementtien pintakerrokset olivat teräsohutlevyä toisen pinnan ollessa voimakkaasti ja toisen pinnan lievästi profiloitu ja ydinmateriaalin ollessa polyuretaani-solumuovia.
Palkkeja kuormitettiin kahdessa koesarjassa; A ja B.
Koesarjan A tavoitteena oli tarkastella elementin käyttäytymistä lumikuorman tai tuulen aiheuttaman paineen alaisena.
Koesarjan B tavoitteena oli selvittää elementin käyttäytymistä tuulen aiheuttaman imukuorman alaisena.
Työssä analysoitavat kokeet liittyvät EU-projektiin Ensuring Advancement in Sandwich Construction through Innovation and Exploitation (EASIE), jossa Aalto- yliopiston Teknillisen korkeakoulun Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan laitos on tutkimusosapuolena mukana.

Koetulosten analysointia varten työssä kehitettiin MATLAB ohjelmointiympäristössä lineaarisesti kimmoisen sandwich-palkin analysointiohjelma.
Ohjelma perustuu tasajäykän paksukuorisen sandwich-palkin teoriaan, jota on laajennettu mahdollistamaan profiloitujen pintakerrosten käsittely.
Ohjelma soveltaa elementtimenetelmän systematiikkaa, joten sillä voidaan analysoida yksi- tai useampiaukkoisia sandwich-palkkeja erilaisilla kuormituksilla ja tukiehdoilla.
Ohjelmaan kehitettiin palkkielementti, jossa on kaksi solmua ja kuusi vapausastetta.
Siirtymävapausasteina ovat palkin taipuma, pintakerrosten poikkipintojen pintakeskiöiden välisen janan kiertymä sekä pintakerrosten kiertymä elementin molemmissa solmuissa.
Vapausastevoimina ovat leikkausvoima, pintakerrosten normaalivoimista aiheutuva taivutusmomentti sekä pintakerrosten yhteenlaskettu taivutusmomentti molempien solmujen kohdalla siten, että niiden positiiviset suunnat yhtyvät vastaavien siirtymävapausasteiden suuntiin.
Elementin kiinnikkeiden joustavuus kuvattiin jousilla.
Kuormituksena ohjelmalle voidaan antaa vapausasteisiin liittyviä pistevoimia ja pistemomentteja sekä elementtien alueella vaikuttavia tasan jakautuneita kuormia.
Vaikka kehitetty ohjelma soveltuu vain lineaarisesti kimmoiselle rakenteille, voidaan sen avulla kuvata rajoitetusti myös palkin kiertymävapausasteisiin liittyviä plastisia niveliä.

Työn kolmannessa osiossa koetuloksia verrattiin laskennallisesti saatuihin tuloksiin.
Vertailun kohteena olivat taipumien, tukireaktioiden sekä venymien arvot mittauspisteissä kuormituksen funktiona.
Laskentatulokset vastasivat hyvin koetuloksia kuorman arvoilla, joilla koepalkin voitiin katsoa käyttäytyvän pääosin kimmoisesti.
Myös tilannetta, jossa kaksiaukkoisen koepalkin pintakerrokseen ajateltiin syntyvän nivelen, mallinnettiin staattista systeemiä muuttamalla.
Koesarjan A tulosten ja laskentatulosten vastaavuus oli parempi kuin koesarjan B tulosten ja vastaavien laskentatulosten yhteensopivuus.
ED:2010-06-08
INSSI record number: 39754
+ add basket
« previous | next »
INSSI