| Abstract |
Šis maģistra darbs ir veltīts kompozītās kopnes darbības analīzei un optimizācijai. Lai labāk izprastu stikla šķiedras kompozīto materiālu īpašības, tā pielietošanas iespējas, materiāla izmantošanas ieguvumus un trūkumus, tika veikts literatūras apkopojums par šīm tēmām, izmantojot pieejamo zinātnisko literatūru. Bez tā tika ieskicēti arī citu svarīgu aspektu pētījumi, kas var būt noderīgi turpinot pētījumu par kopņu darbību analīzi un pielietošanas iespējām, piemēram, gājēju tiltu konstrukcijās.
Lielāka uzmanība gan veltīta tieši kompozīto kopņu pētījumiem literatūras daļā. Lai projektētu šādas konstrukcijas, ir nepieciešams uzzināt materiāla mehāniskās īpašības. Šo īpašību noteikšanas metodika un pielietoto metožu standarti arī ir aprakstīti. Literatūras daļa tiek noslēgta ar optimizācijas tematiku.
Materiālam pagaidām nav oficiālu standartu, pēc kuriem jāvadās, lai veiktu konstrukciju analīzi, taču pastāv vairākas vadlīnijas. Darbā tiek izmantotas topoša EN standarta vadlīnijas Prospect for New Guidance in the Design of FRP Structures [1]. Šajā standartā ir veltīta arī nodaļa nestspējas robežstāvokļa (ULS) aprēķinam, kas darba noslēgumā tiek uzrādīts.
Tā kā aprēķinā ir nepieciešams zināt materiāla īpašības, darba eksperimentālā daļa tiek veltīta šo īpašību noteikšanai un pielietoto standartu izpratnes stiprināšanai. Darbā tika noteiktas materiāla elastīgās īpašības, izmantojot negraujošās metodes un graujošās metodes, kā arī stiprības īpašības. Tika veiks stiepes un lieces tests materiāla paraugiem.
Pateicoties uzņēmuma COMPOR sadarbībai, bija iespēja notestēt reāla mēroga kopni, kas veidota no kompozītā materiāla. Kompozītā kopne tika testēta, lai noskaidrotu šīs kopnes izlieces. Eksperimentālā ceļā noskaidrojot materiāla īpašības U veida profiliem un izmantojot ražotāja piedāvātās īpašības kārbeveida profiliem, tika veidots galīgo elementu modelis programmatūrā ANSYS Mechanical. Iegūtie eksperimentālie rezultāti tika salīdzināti ar izveidotā modeļa iznākumu.
Darba ietvaros tika apgūta ANSYS parametric design language (ADPL) jeb programmatūras parametriskā dizaina valoda. Ar programmēšanas valodas palīdzību tika izveidots makro fails parametriskai kopnei, kurai iespējams mainīt izejas parametrus. Šis makro fails tiek izmantots, lai veiktu kopnes optimizēšanu, pēc COMPOR projektēšanas uzdevuma.
Definētais optimizācijas uzdevums tiek risināts ar gadījuma meklēšanas metodi, izmantojot EDAOpt optimizācijas rīku. Ar optimizācijas palīdzību, tiek iegūta optimālās kopnes ģeometrija, izmantojot pieejamo COMPOR profila klāstu. Pamatojoties uz minēto vadlīniju [1] aprēķina metodiku, tiek veikts ULS aprēķins optimizētās kopnes joslām.
Apzīmējumi:
FRP – no angļu valodas Fibre reinforced polymers –šķiedras kompozītmateriāls
GFRP – no angļu valodas Glass Fibre Reinforced polymers – stikla šķiedras kompozītmateriāls
ULS - no angļu valodas Ultimate Limit state, nestspējas robežstāvoklis
SLS - no angļu valodas Serviceability Limit State, lietojamības robežstāvoklis
GE – galīgie elementi
GEA (FEA) - no angļu valodas Finate Element Analysis, latviski, galīgo elementu analīze
Space truss – tulkojums no angļu valodas – telpiska kopne.
Maģistra darba kopējais apjoms ir 136.lpp, tajā iekļautas 21.tabula un 130.attēli. Darbā izmantoti 47 literatūras avoti un pievienoti 6 pielikumi. |
