Усталость от аэроупругого воздействия вихревого следа в высоких цилиндрических опорах

A Civil Engineering avançou constantemente e permitiu o desenvolvimento de soluções cada vez mais inovadoras e eficazes. Esta evolução facilitou o planeamento de estruturas mais esbeltas, leves e otimizadas, capazes de responder às crescentes exigências funcionais e arquitetónicas. No entanto, estes progressos também introduziram novos desafios, entre os quais se destaca a fadiga estrutural provocada por cargas cíclicas, um fenómeno de caráter cumulativo cuja deteção precoce é especialmente complexa.

Автор	Begoña Luna García
Университет	Высшая техническая школа инженерии, Университет Лойола Андалусия, Сивилья, Испания

Изображение высокотехнологичной трубчатой стальной опоры для городского освещения

Модель стального фонарного столба

В конструкциях, подвергающихся воздействию переменных нагрузок (таких как ветер, транспорт или окружающие вибрации), усталость представляет собой механизм деградации, который может развиваться даже тогда, когда напряжения остаются ниже предела текучести материала. Повторение этих воздействий со временем может привести к микротрещинам, которые, распространяясь, серьезно подрывают устойчивость системы. Так как это медленный процесс и в первых этапах не имеет явных сигналов, он представляет собой труднодоступную и часто недооцениваемую угрозу.

Взаимодействие между потоком воздуха и элементами простой геометрической формы, такими как вертикальные цилиндрические столбы, может вызвать значительные аэродинамические явления. Среди них, отрыв вихрей (vortex shedding) выделяется своей способностью вызывать циклические поперечные вибрации. Хотя эти колебания могут казаться безобидными с точки зрения статики, их повторяющийся характер может генерировать значительные накопительные эффекты.

Развитие инструментов структурного моделирования, таких как RFEM, вместе с прогрессом в нормативных документах, например, Еврокод 1, Часть 1-4, позволяет сейчас более точно оценить динамические эффекты ветра на стройные конструкции. Эти инструменты делают возможным анализ поведения под воздействием аэродинамических нагрузок, оценку повреждений от усталости и прогноз срока службы, с учетом таких переменных, как тип ветра, частота вибрации и свойства материала.

Эта дипломная работа анализирует явление усталости конструкции, вызванной отрывом вихрей на опорах освещения, применяя нормативные критерии и инструменты численного моделирования. Будет смоделирован динамический ответ конструкции и оценено накопленное повреждение со временем. Целью является не только углубление понимания этого явления, но и вклад в более безопасное, эффективное и долговечное структурное проектирование в соответствии с современными требованиями устойчивости и надежности.

Ссылки

Скачивания

Завершённая дипломная работа

3,78 MB

;