Search Results
Cikkünk témája az elemi szilárdságtan úgynevezett szabad csavarási feladatának vizsgálata. Tudománytörténeti összefoglalón keresztül jutunk el a különböző analitikus megoldásokhoz, majd ezek eredményeit hasonlítjuk össze a numerikus megoldások eredményeivel. Az életrajzi összefoglalóban bemutatjuk azon kiemelkedő tudósok rövid élettörténetét is, akik ebben a témakörben kiemelkedőt alkottak, kiemelve a csavarással kapcsolatos munkásságukat, gondolataikat, elméleteiket. A kutatók közül Saint-Venant volt az, aki a legnagyobb áttörést érte el témánkban, az ő munkásságával részletesen foglalkozunk. A Prandtl által kicsit más szemszögből levezetett szappanhártya analógia részletesen bemutatásra kerül. Prandtl ide vonatkozó levezetései nemcsak a rugalmas feszültséganalízisre, hanem a képlékeny csavarási ellenállás meghatározására is felhasználhatók. Bredt életére és a csavarásra levezetett formuláira is kitérünk, ezek nagyban megkönnyítették a vékonyfalú szelvények analízisét. A rugalmas feszültséganalízis és képlékeny határteherbírás analitikus eredményeit különböző mintapéldákon keresztül – néhol kísérleti eredményeket is felhasználva – ismertetjük, alkalmazzuk és hasonlítjuk össze 3D végeselemekkel felépített kontinuummodellek numerikus eredményeivel. Az eredmények összehasonlításánál felhívjuk a figyelmet a különbségek okaira és miértjeire.
A konfigurációs mechanika – melyet első kutatója tiszteletére Eshelby-féle mechanikának is neveznek – a kontinuummechanika egyre fontosabbá váló területe. A koncepció maga nem tekinthető új keletűnek, mivel Eshelby munkásságában az 1950-es évek elejétől találkozhatunk a témával. Mindazonáltal a numerikus módszerek elterjedése miatt és a nagy számítási kapacitással rendelkező számítástechnikai eszközök megjelenésével új lehetőségek nyíltak meg a tématerület gyakorlati alkalmazásait illetően. Az Eshelby által bevezetett feszültségtenzor az anyagokban található inhomogenitások hatásainak vizsgálatát teszi lehetővé. Az abból származtatott úgynevezett konfigurációs erő a mechanika számos területén kínál komoly felhasználási lehetőségeket. Jelen cikk témája a konfigurációs mechanika elméletének rövid bemutatása, majd a jelenleg leginkább elterjedt, a konfigurációs erő numerikus számításán alapuló alkalmazások bemutatása. Ez három nagy területet foglal magába. A konfigurációs erő egyik leginkább kecsegtető alkalmazási lehetősége a törésmechanikai problémák területén jelentkezik. Másik nagy terület az alak- és szerkezeti optimálás. Végezetül egy újszerű és eredményesen alkalmazható eljárás került bemutatásra, mely a numerikus megoldás pontosítását célozza a végeselem háló kezdeti konfigurációjának optimalizálásán keresztül. Ez utóbbi felhasználási terület alkalmazását néhány egyszerű tesztpélda is szemlélteti.
