Strength and stability of High-Strength Steel tubular beam-columns

Pournara, Aglaia E.; Karamanos, Spyros A.; Ferino, Jan; Lucci, Antonio

doi:10.1201/b13139-104

Cited by 3 publications

(5 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…the number of bending cycles to buckling. It should be noted that the range of wrinkle amplitudes measured on the tubular specimens [Pournara et al (2012), Pappa & Karamanos (2012)] are significantly lower than the corresponding limits specified in EN 10216.…”

Section: Numerical Parametric Studymentioning

confidence: 76%

“…Furthermore, initial wrinkle measurements have been performed, and the measured wrinkle amplitudes, expressed as a percentage of the tube wall thickness, were found less than 5%, with a representative value equal to about 0.8% [Pournara et al (2012), Pappa & Karamanos (2012)]. Residual stress measurements have also been obtained and indicated very small residual stresses in the longitudinal direction and residual stresses less than 17% of the yield stress in the hoop direction [Pournara et al (2012)]. Given the fact that, in the case of bending loading, the primary stresses are in the longitudinal direction, the small residual stresses in the hoop direction can be neglected for the purposes of the present analysis.…”

Section: Experimental Data On Tubular Membersmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Numerical simulation of steel member response under strong cyclic loading

Varelis¹,

Βαρέλης²

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Section: Numerical Parametric Studymentioning

confidence: 76%

Section: Experimental Data On Tubular Membersmentioning

confidence: 99%

Numerical simulation of steel member response under strong cyclic loading

Varelis¹,

Βαρέλης²

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…al., 2012). These high-strength steel tubes have also been Pournara et al (2012) in terms of their structural beam-column behavior. In that work the need for a more reliable classification of highstrength steel CHS sections has been addressed.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Residual stress measurements have also been performed in both the axial and the circumferential hoop direction (Pournara et al 2012). The measurements in the hoop direction have been obtained through the "splitting ring" method, as specified in ASTM E1928-99, and resulted in an opening deformation (gap) of 17.7 mm, corresponding to a maximum hoop stress of 122 MPa (about 16% of the actual yield stress).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…is taken equal to 0.6 (Appendix IV) CHAPTER 7 -HIGH-STRENGTH STEEL CHS TUBULAR MEMBERS UNDER AXIAL COMPRESSION AND BENDING 1337.2 Material characterization and imperfection measurementsResults are obtained for 355.6-mm-diameter (14-inch) high-strength-steel tubes with thickness ranging between 6.4 mm and 16 mm covering a wide range of structural CHS sections. Two materials with yield stress equal to 590 MPa and 735 MPa are used, with nearly constant hardening modulus equal to 40 E(Pournara et al 2012), as shown in the nominal stress -engineering strain curve of the high-strength steel material   elongations limit corresponding to maximum nominal stress 8%.…”

mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Numerical simulation of inelastic shell buckling and post-buckling behavior

Pappa¹,

Παππά²

View full text Add to dashboard Cite

Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής είναι η προσομοίωση της συμπεριφοράς μεταλλικών κελυφών σε λυγισμό, με στόχο να χαράσσεται με ακρίβεια ο δρόμος ισορροπίας της μεταλυγισμικής συμπεριφοράς και να περιγράφεται η ευαισθησία σε αρχικές ατέλειες μέσω της ανάπτυξης ενός ειδικού μοντέλου μη-συνηρτημένης πλαστικότητας. Ο κύριος στόχος της εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός μη-συνηρτημένου μοντέλου πλαστικότητας (J2 - non-associative plasticity model), το οποίο λαμβάνει υπόψη την δημιουργία μιας εικονικής γωνίας (“corner-like” effects) στην επιφάνεια διαρροής στο σημείο της φόρτισης και είναι κατάλληλο για την εξέταση του λυγισμού και τη μεταλυγισμική συμπεριφορά των κελυφών. Για την δημιουργία του νέου μη-συνηρτημένου μοντέλου πλαστικότητας χρησιμοποιήθηκε η αυξητική μορφή του μοντέλου πλαστικότητας συνολικών τάσεων παραμορφώσεων (J2 – deformation plasticity model). Το νέο μοντέλο πλαστικότητας διατηρεί τα βασικά χαρακτηριστικά της κλασσικής θεωρίας, αλλά επεκτείνει την βασική θεωρία ώστε να μπορεί να προσομοιώνει με ακρίβεια το λυγισμό των κελυφών, χωρίς επιπλέον παραμέτρους που απαιτούν τα μοντέλα corner/pseudo-corner theory of plasticity. Το μοντέλο θεωρεί μηδενική τάση κάθετη στην επιφάνεια του κελύφους, και ολοκληρώνεται με μία εύρωστη μέθοδο backward-Euler καθώς επίσης και με την μέθοδο forward-Euler. Το μοντέλο επεκτείνεται και για μεγάλες παραμορφώσεις, όπου ολοκληρώνεται μέσω μιας εύρωστης μεθοδολογίας που βασίζεται στην πολική ανάλυση του τανυστή κλίσης της παραμόρφωσης.Για την προσομοίωση της ελαστοπλαστικής συμπεριφοράς του κελύφους και των αρχικών ατελειών, έχει χρησιμοποιηθεί ένας πηγαίος κώδικας πεπερασμένων στοιχείων που αναπτύχθηκε από την ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας και έχει δώσει εξαιρετικά αποτελέσματα για κυλινδρικά κελύφη. Το καταστατικό μοντέλο ελαστοπλαστικής συμπεριφοράς έχει ενσωματωθεί στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων, όπου χρησιμοποιείται μία μεθοδολογία μη γραμμικής ανάλυσης κατασκευών, η οποία βασίζεται σε μία Λαγκρανζιανή περιγραφή του παραμορφώσιμου στερεού με «ενσωματωμένες» συντεταγμένες. Ο κώδικας έχει την δυνατότητα ελαστοπλαστικής ανάλυσης με μεγάλες παραμορφώσεις/μετατοπίσεις και μεταλυγισμικής ανάλυσης του κελύφους και χρησιμοποιεί ένα εξειδικευμένο τρικομβικό “στοιχείο σωλήνα” (“tube element”)για την ανάλυση των κυλινδρικών κελυφών το οποίο συνδυάζει την διαμήκη παραμόρφωση τύπου δοκού με την παραμόρφωση της διατομής του σωλήνα. Ο πηγαίος κώδικας έχει την δυνατότητα να λαμβάνει υπόψη οιαδήποτε μορφή αρχικής ατέλειας και οιαδήποτε κατανομή παραμενουσών τάσεων, επιτρέποντας την συστηματική παραμετρική διερεύνηση της οριακής αντοχής των αγωγών.Στο τελευταίο μέρος της διατριβής παρουσιάζεται αριθμητικά αποτελέσματα, τα οποία συγκρίνονται με αναλυτικές λύσεις και πειραματικά αποτελέσματα. Ειδικότερα, παρουσιάζεται μια σημαντική πρακτική εφαρμογή της ανωτέρω μεθοδολογίας, που αφορά τον λυγισμό σωλήνων από χάλυβα υψηλής αντοχής. Η εφαρμογή αυτή είναι σημαντική για τον δομικό σχεδιασμό σωληνωτών κατασκευών, ιδιαίτερα για την αξιολόγηση των ισχυόντων σχεδιαστικών διατάξεων του αντίστοιχου Ευρωπαϊκού κανονισμού.

show abstract

Buckling of High-Strength Steel Cylinders Under Cyclic Bending in the Inelastic Range1

Varelis

Karamanos

2014

Journal of Pressure Vessel Technology

View full text Add to dashboard Cite

The present paper examines the structural behavior of elongated steel hollow cylinders, referred to as tubes or pipes, subjected to large cyclic bending, through a rigorous finite element simulation. The bent cylinders exhibit cross-sectional distortion, in the form of ovalization, combined with excessive plastic deformations. Those deformations grow under repeated loading and may lead to structural instability in the form of local buckling (wrinkling) and, eventually, failure of the loaded member. The study focuses on relatively thick-walled seamless cylindrical members made of high-strength steel, which exhibit local buckling in the plastic range of the steel material. The analysis is conducted using advanced nonlinear finite element models capable of describing both geometrical and material nonlinearities. A cyclic plasticity model that adopts the “bounding surface” concept is employed. The material model is calibrated through special-purpose material testing, and implemented within ABAQUS, using a user-subroutine. The finite element model is validated by comparison with two experiments on high-strength steel tubular members. Special emphasis is given on the increase of ovalization and the gradual development of small-amplitude initial wrinkles with repeated loading cycles. A parametric numerical study is conducted, aimed at determining the effects of initial wrinkles on plastic buckling performance.

show abstract

Strength and stability of High-Strength Steel tubular beam-columns

Cited by 3 publications

References 1 publication

Numerical simulation of steel member response under strong cyclic loading

Numerical simulation of steel member response under strong cyclic loading

Numerical simulation of inelastic shell buckling and post-buckling behavior

Buckling of High-Strength Steel Cylinders Under Cyclic Bending in the Inelastic Range1

Contact Info

Product

Resources

About