Novi končni elementi so potrebni na raziskovalnem področju in industriji za razvoj novih metod napovedovanja naravnih procesov. Razvoj novih končnih elementov je časovno potratno delo, še posebej za nelinearne formulacije. Avtomatizacija tega procesa lahko pospeši tak proces za več velikostnih razredov. Monografija podaja bralcu potrebna znanja za uporabo orodij za avtomatizacijo kot je AceGen na področju mehanike trdnin. Monografija pokriva tako teoretično ozadje uporabljenih metod, njihovo algoritmično implementacijo in aplikacijo na praktične probleme mehanike trdnin. Knjiga je namenjena študentom tehničnih študijev na višjih stopnjah ter raziskovalcem v akademskem in okolju in industriji.
COBISS.SI-ID: 7504993
Pregrevanje stavb v poletnem času predstavlja težavo z gledišča kvalitete notranjega bivalnega okolja v stavbah, hkrati pa ima tudi zelo velik vpliv na porabo energije za kondiconiranje stavb. Po statističnih podatkih je v EU za velik del stavbnega fonda značilno, da so v poletnem času notranje temperature previsoke. Zato je bil primarni cilj pričujoče raziskave preveriti kakšen vpliv ima pasivno hlajenje z intenzivnim prezračevanjem na toplotni odziv različnih konstrukcijskih sistemov zunanjega fasadnega ovoja. Analiziran je bil odziv večslojnih konstrukcijskih sklopov, tako lahkih kot masivnih, pri tipičnih Srednje Evropskih klimatskih danostih. Analiza je bila izvedena s pomočjo uporabe metode končnih elementov pri nestacionarnih robnih pogojih. Rezultati analize so pokazali, da imajo na toplotni odziv stavbnega ovoja v poletnem času izjemno velik vpliv intenziteta prezračevanja kot tudi količina notranjih toplotnih virov. Identificirana je bila jasna razlika v toplotnem odzivu lahkih in masivnih zasnov stavbnega ovoja. Največji vpliv sta imela toplotna kapaciteta ovojnega elementa ter pozicija toplotne izolacije. Rezultati izvedene študije predstavljajo izhodišča za odločitve pri zasnovi in izbiri sistema stavbnega ovoja ter imajo uporabo v širšem kontekstu gradbene industrije. V kontekstu trenda rasti uporabe lahkih stavbnih ovojev rezultati izvedene raziskave kažejo na potrebo po nadaljnjih poglobljenih raziskavah na področju toplotnega odziva in primernosti uporabe lahkih stavbnih ovojev.
COBISS.SI-ID: 7505505
V prispevku je predstavljen fenomenološki kriterij za napoved začetka nastanka razpoke v jeklenih konstrukcijskih elementih, ki so izpostavljeni nizko-cikličnemu utrujanju. Merilo je bilo določeno na podlagi koncepta efektivnih poškodb. V prvem delu so predstavljeni rezultati testov ciklično obremenjenih spojev steber-preča, ki so ojačeni s rebrom ali s preklopno pločevino. Testi so bili uporabljeni za preverjanje numeričnega modela in za razvoj predlaganega kriterija za nastanek razpoke. Novo krivuljo poškodovanosti definirata akumulirana plastična deformacija in faktor triosne napetosti. Predstavljenih je več primerov, s katerimi potrjujemo natančnost predlagane metodologija za napoved življenjske dobe za nizko ciklično utrujanje. Uporabnost metodologije je prikazana na sistematično definirani komplementarni numerični analizi varjenih ojačenih spojev steber prečka, ki je osredotočena na raziskovanje morebitno škodljivih vplivov različnih konfiguracije nosilcev stebra in prečke. V spojih je bilo analiziranih osmih evropskih I in H profilov. V analizi spojev smo upoštevali koncept dodatne nosilnosti in s tem omogočili razvoj polnega plastičnega členka v prečki. Rezultati testov in analiz kažejo na pomembno razliko v obnašanju RS in CP spojih pri nizko-cikličnem utrujanju.
COBISS.SI-ID: 7331169
V članku predstavimo relativno preprost matematični model za geometrijsko in materialno nelinearno analizo mehanskega odziva predhodno prednapetih betonskih linijskih elementov pri kratkotrajni statični obtežbi, ki se monotono povečuje. Armiranobetonski del prednapetega nosilca modeliramo s kinematično točnim Reissnerjevim modelom ravninskega nosilca, prednapete kable pa z modelom vrvi. Upoštevamo, da se kabel in betonski nosilec na medsebojnem stiku lahko zamakneta, ne moreta pa se razmakniti. Razpokanost betona upoštevamo z modelom razmazane razpoke. Vpliv lokalizacije deformacij in mehčanja betona v nategu upoštevamo s crack-band elementom v kombinaciji s konstantno energijo loma betona. Učinkovitost in natančnost predstavljenega matematičnega modela prikazujemo s primerjavo z rezultati preizkusov prednapetih nosilcev ter z rezultati bistveno bolj zahtevnih matematičnih modelov. Ugotovili smo, da je primerljiv z 2D in 3D modeli in zato primeren za projektiranje.
COBISS.SI-ID: 5969249
Trajnostno oblikovanje in načrtovanje stavb postaja v zadnjih letih v EU ključen element pri doseganju manjše energetske odvisnosti. V tem kontekstu je bistvenega pomena uporaba in izraba sončne energije, ki jo prejmejo stavbe na svojem zunanjem ovoju. Cilj predstavljene raziskave je preveriti vpliv zahtev nove slovenske zakonodaje na področju izrabe sončne energije v stavbah ter na podlagi tega predlagati potencialna priporočila. Poseben poudarek je posvečen analizi obstoječega stavbnega fonda, saj ta predstavlja področje ključnih gradbenih aktivnosti zaradi potrebe po energetskih prenovah. Raziskava je bila izvedena na podlagi analize sedmih tipičnih urbanih zazidalnih vzorcev, pri čemer je bil ocenjen vpliv oblike zasnove, gostote pozidave, orientacije in tipa stavb. Izračuni so bili izvedeni s pomočjo programske opreme SHADING. Raziskava je pokazala, da v večini primerov obstoječi zazidalni vzorci niso tako problematični kot je bilo pričakovano. Kljub temu pa je kakovost in trajanje osončenosti stavbnega ovoja v veliki meri odvisna od specifik posameznega primera. Izkazalo se je, da ob upoštevanju pravil dobre prakse ter zahtev trenutne zakonodaje, trenutni načrtovalski pristopi predstavljajo zadovoljivo rešitev.
COBISS.SI-ID: 6496609
Simulacije na več skalah so ene numerično najbolj zahtevnih simulacij, hkrati pa bistvene za razvoj novih materialov in konstrukcij. Nova formulacija dvo-nivojske analize po metodi končnih elementov (FE2) vpelje simetričen tenzor deformacij kot mero deformacij na makro nivoju namesto v FE2 analizi običajnega nesimetričnega deformacijskega gradienta. Simetričen tenzor deformacij služi za določitev robnih pogojev reprezentativnega volumna na mikro nivoju. To bistveno reducira numerično ceno občutljivostne analize mikro-problema, ki je potrebna za konsistentno linearizacijo makro problema. Vpeljava simetričnega tenzorja deformacij bistveno zaplete izpeljave, saj zahteva izvrednotenje in linearizacijo kvadratnega korena matrike. Za izpeljave končnih elementov na makro in mikro nivoju je bil zato uporabljen simbolni pristop z uporabo simbolnega orodja AceGen. Različne končni elementi (standardni izoparamaterični in izogeometrični) so bili uporabljeni za diskretizacijo mikro-problema in primerjani glede numerične natančnosti in numerične učinkovitosti.
COBISS.SI-ID: 7244129
Toplotno razgradnjo premazov TSSS PU A in TSSS PU B, obeh nanešenih na aluminijsko podlago, smo preučevali s čim tesnejšim upoštevanjem zahtev po TASK 10 združenja IEA 'Solar and Heating Programme'. Testi toplotne obremenitve so bili izvedeni v območju temperatur od 170 °C do 200 °C, v različnih časovnih intervalih (od 1, 6, 10, 15 do 21 dni). Degradacija premazov je bila ocenjena z uporabo različnih degradacijskih kazalnikov: spremembe vrednosti absorpcije in toplotne emisivnosti smo ocenjevali na podlagi sprememb v spektrih pridobljenih z meritvami v hemisferičnem prostoru v IR in VIS / NIR spektrih. Intenzivnost sprememb v izbranih vibracijskih trakovih polimernih in uretanskih veziv premazov, je v tesni povezavi z razpadom veziv, ki jih definira odpornost na odtržni test lupljenja (peeloff test). Rezultati so pokazali, da je moč degradacijo veziva poliuretanske smole premaza povezati z razpadom poliuretanskih veziv, kar je bilo tudi jasno razločno iz meritev AFM in XPS spektrov. Za TISS PU A premaz, je bila pričakovana življenjska doba ocenjena na 22,77 let (aktivacijska energija (Ea) je znašala 163,2 kJ/mol in efektivna temperatura (Teff) 113,4 °C), medtem ko je za TSSS PU B premaz, bila ugotovljena življenjska doba vsaj 25,96 let (aktivacijska energija (Ea) je 96 kJ/mol in efektivna temperatura (Teff) 102 °C).
COBISS.SI-ID: 5509729
Članek obravnava problem interakcije velikih upogibnih momentov in velikih prečnih sil v vitkih vzdolžno ojačanih panelih. V prispevku so podrobno opisani rezultati štirih testov naravnih velikosti ter primerjava rezultatov pridobljenih z numeričnim modelom. Rezultati prodobljeni z numeričnim modelom so povsem primerljivi rezultatom iz testov kar potrjuje ustreznost numeričnega modela. V prispevku je komentirana tudi primerjava z evropskim standardom EN 199315, ki pokriva projektiranje pločevinastih konstrukcij. Za vse testne primere se je izkazalo, da je nosilnost določena po standardu manjša za 3% do 30 %.
COBISS.SI-ID: 6247009
V članku je predstavljen pol-analitični računski postopek za določitev uklonske nosilnosti izoliranih armiranobetonskih stebrov med požarom. Predstavljen računski postopek je trofazen. V prvi fazi določimo časovni razvoj temperatur v požarnem prostoru, v drugi fazi določimo časovno in krajevno razporeditev temperature, pornih tlakov in koncentracije suhega zraka in vodne pare v betonu, v tretji fazi pa določimo uklonsko nosilnost obravnavanega armiranobetonskega stebra. Z obsežnimi parametričnimi študijami smo analizirali vpliv različnih ‘geometrijskih’ parametrov na uklonsko nosilnost stebra. Ugotovili smo, da se uklonska nosilnost AB stebra znatno zmanjša s trajanjem požarne obtežbe oziroma z večanjem vitkosti stebra. Dodatno smo ugotovili, da ima začetni nivo obtežbe majhen vpliv na uklonsko nosilnost stebra v pogojih požara.
COBISS.SI-ID: 6871137
V članku je predstavljen nov pristop k izvrednotenju matričnih funkcij, ki so bistvena komponenta formulacije nelinearnih materialnih modelov v mehaniki trdnin. Predstavljena je metoda avtomatskega razvoja matričnih funkcij za matrike velikosti 3*3 z realnimi lastnimi vrednostmi. Metoda prinaša novo rešitev starega problema slabe pogojenosti matričnih funkcij v zaključeni obliki v okolici večkratnih lastnih vrednosti. Izdelana je binarna knjižnica podprogramov za izvrednotenje najbolj pogosto uporabljenih matričnih funkcij. Posledično je postala uporaba matričnih funkcij pri formulaciji materialnih modelov tako enostavna in direktna kot uporaba skalarnih ekvivalentov. Natončnost in numerična učinkovitost novih formulacij je bila primerjana z razvojem matričnih funkcij v vrsto. Opažen aje bila pospešitev računa med 20 in 80-krat,v odvisnosti od matrike. Metodologija je bila preizkušena na materialnih modelih zemljin in kovin.
COBISS.SI-ID: 7327329