Enquête expérimentale sur quatre

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 7275 (2022) Citer cet article

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Les structures formées à froid à parois minces étaient et sont toujours des éléments structurels très populaires utilisés en construction mécanique. La technologie moderne et les progrès de l'ingénierie des matériaux permettent de fabriquer diverses formes de composants formés à froid à parois minces. Par conséquent, les combinaisons entre les possibilités technologiques, les propriétés des matériaux, les charges et les exigences techniques sont larges et illimitées pour les composants à parois minces. Le but de cet article est de réaliser une étude expérimentale de poutres en acier à profilé en C formées à froid sous des charges de flexion en quatre points, basées sur les phénomènes de flambement global et local. Un banc d'essai a été développé avec un système de support spécialement conçu pour soumettre des poutres en acier à paroi mince à une charge de flexion en quatre points, où le support et les charges étaient appliqués au centre de cisaillement de la poutre en acier à section ouverte. Il est montré qu'il n'est pas possible d'éliminer complètement la charge de couple sur une poutre à paroi mince avec une section ouverte où la charge et le support sont appliqués au centre de cisaillement, car les poutres étudiées n'étaient pas de fabrication idéale. Les poutres à section ouverte à paroi mince sont très sensibles aux conditions aux limites et à la précision géométrique. La force de gravité fonctionne également. La méthodologie de recherche présentée peut être améliorée et testée avec d’autres poutres à parois minces à section ouverte.

Les avantages des structures formées à froid à parois minces par rapport aux sections métallurgiques classiques sont tels que les constructions présentant des propriétés de durabilité similaires sont beaucoup plus légères. De plus, les composants à parois minces façonnés à froid présentent moins de limitations compte tenu du processus de formage. Le développement technologique de l'année dernière a offert des possibilités pour presque tous les façonnages à froid des détails en acier. Les méthodes analytiques avec des tiges et des poutres à paroi mince à section ouverte proviennent de la théorie de Vlasow (1940), où les hypothèses de petits déplacements et les propriétés linéaires entre contrainte et déformation constituent la base des dépendances mathématiques formulées. La théorie des poutres à section ouverte à parois minces est basée sur les hypothèses de la théorie des coques et des plaques longues, dans lesquelles la rigidité structurelle et la stabilité globale et locale jouent un rôle clé lors de la conception. L'introduction à la stabilité théorique des barres, coques, plaques et autres structures est décrite par Timoshenko et Gere1. De nos jours, il existe de nombreux articles de recherche dans lesquels la résistance et la stabilité des structures à parois minces intéressent les ingénieurs et les scientifiques.

La stabilité des poutres à parois minces et à section ouverte a été étudiée par Magucki et al. et Magnuka-Blandzi et Zając2. Magucki et al.3 dans leur monographie ont décrit les problèmes de stabilité dans les problèmes de mécanique appliquée. Ils ont décrit la stabilité des modèles structurels de base tels que les barres, les poutres et les systèmes connectés de barres structurelles. Ils ont présenté en détail la stabilité de fines plaques rectangulaires ou circulaires et de coques rotatives. Leurs travaux comprennent un chapitre sur la stabilité des poutres à parois minces à sections ouvertes. Les auteurs ont appliqué des méthodes basées sur l'énergie aux études analytiques, présentant un problème pratique pour les problèmes de réservoirs en acier. Ils ont présenté des exemples pratiques d’application de la méthode des éléments finis et des expériences modernes de tests de stabilité. Le sujet de la stabilité des structures à parois minces a également été analysé par Anbarasu4, 5. Il a présenté les résultats du comportement au flambage des canaux à lèvres à parois minces en acier formé à froid. Des méthodes de recherche expérimentales et informatiques ont été développées. L'interaction des modes de flambement étudiés tels que local, distorsionnel, latéral et torsionnel a été soumise à un modèle numérique. La résistance ultime et le moment de flexion adéquat ont été estimés. Anbarasu5, dans ses recherches, a ignoré les contraintes résiduelles et a appliqué un modèle de matière plastique élastique parfaite sans écrouissage. La formule analytique proposée, dans laquelle les interactions entre les modes de flambement ont été estimées, peut constituer un outil de conception intéressant pour les ingénieurs.