Nonlinear shell-type to beam-type fea simplifications for composite frp poles

Abstract

This paper presents a semi-analytical finite element analysis of pole-type structures with circular hollow cross-section. Based on the principle of stationary potential energy and Novozhilov's derivation of nonlinear strains, the formulations for the geometric nonlinear analysis of general shells are derived. The nonlinear shell-type analysis is then manipulated and simplified gradually into a beam-type analysis with special emphasis given on the relationships of shell-type to beam-type and nonlinear to linear analyses. Based on the theory of general shells and the finite element method, the approach presented herein is employed to analyze the ovalization of the cross-section, large displacements, the P-effect as well as the overall buckling of pole-type structures. Illustrative examples are presented to demonstrate the applicability and the efficiency of the present technique to the large deformation of fiber-reinforced polymer composite poles accompanied with comparisons employing commercial finite element codes.

Σχεδιασμός Πύργων Ανεμογεννητριών Από Σύνθετα Υλικά

“…Η θεωρία της μεθόδου δεν είναι αντικείμενο της παρούσας διατριβής. Η εφαρμογή της στις αναλύσεις όπως και στο σχεδιασμό κρίνεται απαραίτητο εργαλείο για την αντιμετώπιση των πολύπλοκων μαθηματικών υπολογισμών που απαιτούνται για τον προσδιορισμό των εντατικών μεγεθών καθώς και των κρίσιμων μετατοπίσεων στους πύργους ανεμογεννητριών [22], [24], [25], [57]. Όπως θα παρουσιαστεί στα επόμενα κεφάλαια έγινε βαθμονόμηση του μοντέλου των πεπερασμένων στοιχείων, που χρησιμοποιήθηκε στις αναλύσεις, με την βοήθεια των πειραματικών δεδομένων.…”

“…▪ Σε επιστημονικό άρθρο των Polyzois D. et al [22] εξετάζονται και παρουσιάζονται απλοποιήσεις για την χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων στην μελέτη στύλων από ινοπλισμένο πολυμερές. Αυτή η απλοποίηση αφορά σε μη γραμμικές αναλύσεις για την διερεύνηση φαινομένων όπως η οβαλοποίηση των κοίλων διατομών.…”

“…Πίνακας 5.9: Αποτελέσματα αναλύσεων για πύργους με διάμετρο κορυφής 0.80m και πάχος διατομής 22 • Στην έβδομη δοκιμή που ακολούθησε διατηρήθηκαν τόσο η διάμετρος στη βάση όσο και στην κορυφή ίδιες με αυτές της προηγούμενης. Άλλαξε σε σχέση με την έκτη δοκιμή μόνο το πάχος της διατομής του πύργου.…”