Primjena metode konačnih elemenata u analizi tankih čeličnih ploča s otvorima

Raspodjela naprezanja i deformacija pod djelovanjem vanjskog opterećenja, kod mnogih elemenata konstrukcija, ne može se dobiti u zatvorenom obliku. Obično su realna opterećenja i uvjeti oslanjanja konstrukcija takvi da se u analizu ne mogu unijeti egzaktno, već samo približno. S druge strane, raspodjela naprezanja je uvjetovana ne samo opterećenjem i eksploatacijskim uvjetima, već i geometrijskim oblikom razmatranih elemenata, koji mogu biti vrlo složeni. Poseban problem se javlja kod konstrukcijskih elemenata koji su oslabljeni otvorima različitog oblika. U analizi i proračunu, ovi se konstrukcijski sustavi, obično, uvode kao ploče i okvirni nosači, što je za globalno ponašanje konstrukcijskog sustava objekta dovoljno točno. Međutim, razmatranje lokalnih utjecaja, odnosno koncentracije naprezanja oko otvora, nije obuhvaćeno takvim proračunima. Za takve slučajeve obično se primjenjuju numeričke metode. Metoda konačnih elemenata se vrlo uspješno primjenjuje u rješavanju ovakvih problema u okviru linearne i nelinearne analize, pa je primijenjena i u ovom radu. U ovom radu razmatrane su metalne ploče s otvorima pravokutnog oblika. Prikazani su numerički rezultati. Pokazano je da položaj otvora u odnosu na pravac djelovanja vanjskih opterećenja značajno utječe na raspodjelu naprezanja oko otvora. Također, jasno se zapažaju mjesta s povećanom koncentracijom naprezanja.