Podczas XXII Konferencji Użytkowników Abaqus ogłoszono wyniki tegorocznego konkursu na najlepszą pracę dyplomową, przygotowaną z wykorzystaniem oprogramowania Abaqus - "Dyplom z Abaqus 2015". W tym roku organizatorzy zdecydowali o przyznaniu głównej nagrody panu Damianowi Sokołowskiemu z Politechniki Łódzkiej, autorowi pracy: „Analiza niezawodności blachownicy ze środkiem falistym ze względu na korozję i warunki pożarowe przy użyciu Stochastycznej Metody Elementów Skończonych”.

Poniżej zamieszczamy krótki opis pracy:

Głównym celem pracy dyplomowej jest analiza statyczna, modelowanie stateczności i częstości własnych oraz symulacja pożaru stalowej blachownicy ze środnikiem falistym z jednoczesnym stochastycznym sprawdzeniem jej niezawodności i trwałości. Procedura projektowa blachownicy jest zgodna z wymogami Eurokodu 3, a parametry geometryczne konstrukcji zostały zoptymalizowane do osiągnięcia wytężenia równego 90% ze względu na stan graniczny nośności.

Analiza numeryczna została przeprowadzona przy pomocy trzech niezależnych metod symulacji: statycznej, drgań własnych i stateczności oraz przepływu ciepła. Dla pierwszej z nich zestawione są wyniki Stanu Granicznego Nośności oraz Stanu Granicznego Użytkowania trzech trójwymiarowych modeli powłokowych i objętościowych blachownicy uzyskanych przy użyciu jednego z najczęściej wykorzystywanych programów Metody Elementów Skończonych - Simulia ABAQUS. Wyniki te są dodatkowo porównane z rezultatami analitycznymi dla blachownic o prostym środniku wynikającymi z klasycznej wytrzymałości materiałów. Druga z analiz zestawia wyniki trzech modeli numerycznych z analizą deterministyczną dla blachownic ze środnikiem prostym i obejmuje jej 10 pierwszych częstości własnych oraz 3 pierwsze obciążenia krytyczne. Analiza przepływu ciepła jest analizą sekwencyjnie sprzężoną stworzoną w celu sprawdzenia podatności i zachowania blachownicy w warunkach pożarowych zgodnych z obecnie obowiązującą normą oraz dla porównania jej częstości własnych i obciążenia krytycznego przed rozpoczęciem i po 180 minutach pożaru.

Studium stochastyczne blachownicy zawiera trzy analizy obejmujące pierwsze cztery charakterystyki probabilistyczne oraz wskaźniki niezawodności metody stopnia pierwszego i drugiego dla maksymalnych przemieszczeń, naprężeń normalnych i stycznych, jak również obciążeń krytycznych i częstości własnych blachownicy ze środnikiem falistym. Dwie pierwsze analizy wykonano na podstawie jednej zmiennej losowej (fabrycznego błędu grubości środnika) z nieznanym stopniem wariancji, natomiast trzecia określa trwałość konstrukcji względem czasu, badając wpływ dwóch zmiennych losowych, tj. grubości penetracji korozji (zależna od czasu) i fabrycznego błędu grubości środnika (niezależny od czasu). Do analiz wykorzystano Stochastyczną Metodę Elementów Skończonych (SMES) opartą o metodę perturbacji stochastycznej oraz dyskretyzację w oparciu o powłokowe i objętościowe elementy skończone. Analiza wykonana jest numerycznie w programie ABAQUS oraz w systemie do obliczeń symbolicznych MAPLE, w którym zaprogramowane są wszystkie algorytmy probabilistyczne. Rezultaty metody SMES są porównane z symulacją Monte-Carlo oraz z rezultatami analitycznymi otrzymanymi poprzez całkowanie symboliczne.

W pracy przeprowadzona jest również stochastyczna analiza penetracji korozji względem czasu w celu sprawdzenia wpływu typu środowiska i typu zastosowanej stali konstrukcyjnej oraz określenia korelacji wyników probabilistycznych z wynikami deterministycznymi.

Organizatorzy zdecydowali również o przyznaniu wyróżnienia panu Piotrowi Zwolińskiemu z Akademii Górniczo - Hutniczej za pracę dyplomową: „Modelowanie pękania polimerowych kompozytów proszkowych”.  Poniżej zamieszczamy krótki opis pracy:

Celem niniejszej pracy jest analiza możliwości modelowania pękania polimerowych kompozytów proszkowych przy użyciu metod XFEM i VCCT.

Analizy zostały przeprowadzone dla kompozytu żywicy epoksydowej wypełnionej krzemionką, a ich wyniki zostały porównane z danymi eksperymentalnymi. Przeprowadzono analizę mikrostruktury wykorzystując podejście RVE z użyciem metody XFEM oraz Surface-Based Cohesive Behavior. W pracy przedstawiono kompozyty proszkowe i ich aplikacje w technice. Omówiono stosowane materiały na osnowy i wypełniacze wraz z podaniem typowych zastosowań. Zaprezentowano wiele modeli analitycznych do wyznaczania modułu Younga, wytrzymałości doraźnej i odporności na pękanie kompozytów z wypełniaczem proszkowym. W ramach wstępu do tematyki, opisano podstawy mechaniki pękania. Następnie przedstawiono przegląd artykułów dotyczących problematyki pękania kompozytów wypełnianych proszkami oraz zebrano nowoczesne narzędzia numeryczne służące do analiz numerycznych kompozytów przy użyciu MES. W dalszej kolejności przedstawione zostały analizy numeryczne niszczenia badanego kompozytu w dwóch podejściach. Następnie przeprowadzono eksperyment na próbkach kompozytowych i porównano otrzymane wyniki. Na podstawie przeprowadzonych analiz wyciągnięto wnioski i przedstawiono możliwe kierunki rozwoju tematu.

Serdecznie gratulujemy laureatom i również wszystkim osobom, które wzięły udział w konkursie.