Numerical strength analysis of a complex, steel shell structure

The paper deals with the numerical modelling of a complex, steel shell structure. The part under analysis is the upper segment of a steel pylon, which consists of several cylindrical shells and one conical segment. Particular parts of the structure are welded together. Geometrical and loading data calculations were performed for the particular material for both an ideally elastic case and an elasto-plastic case. The conclusion that the structural member analysed required strengthening were drawn on the basis of these results. The structural modification was proposed and additional calculations for this modified structure were also performed. Introduced additional shell elements locked the mechanism of plastic flow. The proposed modification can be treated as a possible strengthening concept. The whole analysis was performed by means of the ABAQUS system but some stages of calculations were also verified by the COSMOS/M system.

Przedmiotem pracy jest numeryczne modelowanie pewnej bardzo złożonej, stalowej konstrukcji powłokowej. Analizowana szczegółowo część jest górnym fragmentem stalowego pylonu, na który składa się kilka odcinków powłok cylindrycznych oraz jeden segment stożkowy. Te poszczególne fragmenty konstrukcji były ze sobą połączone spawaniem. Dla znanych parametrów materiałowych, geometrycznych i obciążeniowych wykonano obliczenia w zakresie idealnie sprężystym oraz w zakresie sprężystoplastycznym. Na podstawie tych obliczeń wyciągnięto wniosek o konieczności wzmocnienia tej części pylonu. Zaproponowano istotną modyfikację istniejącej konstrukcji i wykonano dla niej ponownie obliczenia. Wprowadzone dodatkowe elementy powłokowe zablokowały mechanizm plastycznego płynięcia. Zaproponowaną modyfikację można potraktować jako jedną z możliwych koncepcji wzmocnienia konstrukcji. Wszystkie analizy numeryczne zostały wykonane za pomocą systemu ABAQUS. Pewne wybrane fragmenty obliczeń były weryfikowane także z pomocą systemu COSMOS/M.