Budapest University of Technology and EconomicsFaculty of Civil Engineering - Since 1782

Az építőmérnöki gyakorlatban több helyen is előfordulnak olyan szerkezeti kapcsolatok, melyek az eltérő irányú (előjelű) igénybevételeket eltérő merevséggel adják át. Ilyen szerkezeti elemek például a függesztőkötelek, melyek normálmerevségét csak húzott állapotban vesszük figyelembe vagy a berepedt keresztmetszetek, melyek nyitott, vagy zárt repedés esetén eltérő keresztmetszeti jellemzőkkel bírnak. Statikus vizsgálat esetén ez a nemlinearitás ugyan nehezíti a számítást, de valamelyik állapot feltételezésével linearizálható a feladat, aminek megoldása után ellenőrizhető a feltételezés. Dinamikus vizsgálat során ugyanakkor a mozgás minden fázisában ellenőrizendő, hogy nem sérül-e az aktuális számításhoz használt feltételezés.

A csigasoron át vezetett kötéllel karcsú szerkezetek erőbevitele oldható meg egyenletes eloszlással. Az egyenletes eloszlással számunkra kedvező erőjáték alakítható ki, miközben a statikai határozatlanság fokszáma csak kismértékben növekszik. A folytatólagosan vezetett kötél fenti előnyeit azonban végeselemes programokban általában nehéz pontosan modellezni.

A téma keretében a fenti két terület egyes hiányosságaira kell választ adni az építőmérnöki gyakorlat felől megközelítve a kérdéseket.

• Olyan egyszerű, merev testekből és rudakból összeállított modelleket kell létrehozni, melyek a csigasoron átvezetett kötél folytonossága nélkül biztosítják az egymással összetett módon kapcsolódó szabadságfokok mozgása során az egymástól való függést.
• A szakaszonként lineáris viselkedés dinamikai vizsgálatát eddig elsősorban gépészmérnöki területen vizsgálták, elsősorban gerjesztett rezgésekre. A vizsgált problémák jellemzően kezdeti rés záródásához kapcsolódnak, ami a gerjesztett rezgésre adott válasz nemlinearitását eredményezi. Építőmérnöki szempontból a meglevő repedés megnyílása, vagy a húzott kötél tehermentesülése ellenkező előjelű változást jelent. Megvizsgálandó, hogy a meglevő módszerek hogyan alkalmazhatók építőmérnöki szerkezetek vizsgálatára a tervezés során a harmonikus, vagy általános gerjesztésre adott válasz számítására. A dinamikai vizsgálattal kapott eredmények felhasználhatók a részben károsodott szerkezet károsodásának becslésére is.
• A magára hagyott, egymással összetett módon kapcsolódó szabadságfokokkal rendelkező folytonos szerkezet (például hosszú csigasoron vezetett kötéllel függesztett gyalogos híd) analitikus és numerikus vizsgálatával periodikus rezgéseket kell keresni, melyek energiafüggő periódusidejének az előfeszítéstől való függése a meglazuló kötél által okozott nemlinearitás jellemzésére használható. Ugyanakkor arra is választ kell adni, hogy milyen határokon belül léteznek periodikus nemlineáris rezgésalakok.
• A folytatólagosan vezetett kötél egyszerű modellezése lehetővé teszi a modell végeselemes programba való beépítését. Ezen keresztül a dinamikai vizsgálat analitikusan elért eredményei validálhatók.