JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Työn tarkoitus on perehtyä Robot Structural Analysis 2020 -ohjelmiston ekvivalenttisen ortotrooppisen poimulevyn taipumaan. Pyrkimys on selvittää, voiko ohjelmiston antamiin tuloksiin luottaa. Neliön muotoista, sivuiltaan jäykästi tuettua levyä, jolle on annettu ortotrooppiset materiaaliominaisuudet, kuormitetaan pintakuormalla. Taipumatuloksia verrataan vastaavan geometrian 3D-kuorimalliin ja käsinlaskentaan. Käsinlaskennassa käytetään Xian. et al kehittämää teoriaa taivutusjäykkyysmatriisin alkioiden johtamiseen. Robotin käyttämällä teorialla laskea taivutusjäykkyysmatriisin vääntöjäykkyysalkio D66 saadaan merkittävästi isompi arvo kuin käsinlaskennassa käytetyllä teorialla. Tämän työn tuloksena Robotin taipuman virheeksi saatiin yli 19 prosenttia verrattuna 3D-kuorimalliin. Sen vuoksi Robot Structural Analysis -ohjelmiston käyttämää mallia neljältä sivulta tuetun poimulevyn taipuman laskentaan tulee käyttää tapauskohtaisesti harkiten.

Computational validation of orthotropic material models for a uniformly loaded corrugated panel

Abstract

The purpose of this paper is to overview a deflection in an equivalent orthotropic plate in Robot Stuctural Analysis -software. The aspiration is to examine whether the results of the software are trustworthy or not. A square-shaped plate, which is clamped in all four edges, has been given orthotropic material properties and it is imposed with a surface load. The deflection results are then compared to the equivalents from the 3D-shell model and the hand calculations. The analytical expressions developed by Xia et al. are used in the hand calculations for deriving the elements of the stiffness matrices. With the expressions used by Robot, the value of the torsional stiffness element D66 in the flexural stiffness matrix is significantly higher than with the expressions used in the hand calculations. As an outcome of this study, the error of the results from the Robot model was over 19 percent compared to the results from the 3D-shell model. Therefore, it is recommended to use the model presented by Robot Structural Analysis -software with consideration when deriving deflections of a plate that is clamped on all four edges.