WAARSCHUWING : Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam!

Vergelijkbare documenten
: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 3 bladzijden inclusief dit voorblad.

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 4 bladzijden inclusief dit voorblad en een uitwerkingsblad.

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 3 bladzijden inclusief dit voorblad.

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 4 bladzijden inclusief dit voorblad.

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 5 bladzijden inclusief dit voorblad.

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 3 bladzijden inclusief dit voorblad.

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 4 bladzijden inclusief dit voorblad.

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 4 bladzijden inclusief dit voorblad.

Tentamen Materiaalmodellen en Niet-lineaire Mechanica Docent: P.C.J. Hoogenboom 29 mei 2012, 18:00 tot 19:30 uur. Vraagstuk 1 (30 minuten, 3 punten)

a Teken een elementair kubusje met de optredende spanningen (0.6 punt)

a Teken een elementair kubusje met de optredende spanningen (0.7 punt) Heerst in het bovenstaande kubusje een vlakke spanningstoestand? (0.

b Wat zijn de waarden van de hoofdspanningen in het kubusje? (zie figuur)

WAARSCHUWING : Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam!

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 4 bladzijden inclusief dit voorblad.

Plasticiteit en grensspanningshypothesen INHOUD LES 2. Inleiding grensspannings-hypothesen

Vraagstuk 1 (18 minuten, 2 punten)

ONDERWERPEN. LES 1 Spanningen en rekken in 3D en lineair elastisch gedrag. LES 2 Grensspanningshypothesen voor materialen

8 pagina s excl voorblad van 13:30-16:30 uur J.W. (Hans) Welleman

Niet-lineaire mechanica INHOUD LES 1. Niet-lineair materiaalgedrag: gewapend betonnen wanden en staalprofielen. Niet-lineair raamwerk-element

Stap 2. Geometrisch niet-lineair model Het elastisch weerstandsmoment dat nodig is om dit moment op te nemen is

Niet-lineaire mechanica INHOUD LES 2. Voorbeeld van de EEM bij onderzoek. Software voor constructieberekeningen

Tentamen Fundamentals of Deformation and Linear Elasticity (4A450)

8.1. Sterktebepaling in SE?

Tentamen Fundamentals of Deformation and Linear Elasticity (4A450)

Solid Mechanics (4MB00) Toets 2 versie 4

Vraagstuk 1 (18 minuten, 2 punten)

UITWERKING MET ANTWOORDEN

Tentamen CT3109 CONSTRUCTIEMECHANICA april 2013, 09:00 12:00 uur

Mechanica van Materialen: Voorbeeldoefeningen uit de cursus

THEMA IS BEZWIJKEN HET BEREIKEN VAN DE VLOEIGRENS?

VAK: Mechanica - Sterkteleer HWTK

Basic Creative Engineering Skills

De trekproef. De trekproef - inleiding. De trekproef - inleiding. De trekproef - inleiding. Principe. Bepalen van materiaaleigenschappen

COLLEGE ONDERWERPEN. 1 Spanningstensor Spanningsdefinitie Spanningstoestanden en voorbeelden 2 Rektensor CTB2210 : BEZWIJKTOESTANDEN

9 pagina s excl voorblad van 13:30-16:30 uur J.W. (Hans) Welleman

Tentamen CT3109 CONSTRUCTIEMECHANICA 4. 5 juli 2006, 09:00 12:00 uur

Solid Mechanics (4MB00) Toets 2 versie 1

8.1. Sterktebepaling in SE?

Voorblad bij tentamen

CT2121 EXPERIMENT 1 ONDERZOEK NAAR DE VALIDITEIT VAN DE BUIGINGSTHEORIE FORMULIER 1: AFTEKENFORMULIER

Week 22: De macht van het spoor en het spoor van de macht

Tentamen Toegepaste elasticiteitsleer (4A450)

Voor de drie opgaven kunt u maximaal 100 punten scoren. De te behalen punten zijn bij elke deelvraag vermeld.

Module 3 Uitwerkingen van de opdrachten

I y y. 2 1 Aangezien er voor de rest geen andere krachtswerking is op de staaf, zijn alle overige spanningen nul.

Hertentamen CT2031. ConstructieMechanica 3

Mechanica - Sterkteleer - HWTK PROEFTOETS versie C - OPGAVEN en UITWERKINGEN.doc 1/16

Tentamen CT2031. ConstructieMechanica 3

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

Bezwijkanalyse kokerbrug met 3D schalenmodel (2)

Module 9 Uitwerkingen van de opdrachten

Ir. René Hopstaken. Structural Fire Safety Engineering praktijkvoorbeeld

Tentamen CT2031. ConstructieMechanica Maart van 18:30 21:30 uur

Tentamen Toegepaste elasticiteitsleer (4A450)

Tentamen CT3109 CONSTRUCTIEMECHANICA april 2012, 09:00 12:00 uur

Vrije Universiteit Faculteit der Economische Wetenschappen en Bedrijfskunde Afdeling Econometrie

Productontwikkeling 3EM

Vraag 1: Ne-He en Ne-He +

In een bewegende constructie treden ook traagheidskrachten op. Het stelsel vergelijkingen kan nu als volgt worden geschreven.

De grafiek van een lineair verband is altijd een rechte lijn.

Hertentamen CT3109 CONSTRUCTIEMECHANICA 4. 1 jul 2009, 09:00 12:00 uur

Mechanica - Sterkteleer - HWTK PROEFTOETS versie C - OPGAVEN.doc 1/7

De grafiek van een lineair verband is altijd een rechte lijn.

extra oefeningen HOOFDSTUK 4 VMBO 4

ANTWOORDEN ( uitgebreide versie )

Tentamen CTB3330/CT /CIE3109 CONSTRUCTIEMECHANICA april 2014, 09:00 12:00 uur

Construerende Technische Wetenschappen

Simulatie van onthechtingsmechanismen bij betonconstructies versterkt met uitwendig gelijmde koolstofvezelwapening. DOV mei 2004 Ernst Klamer

Regeling en Aanmelding Examen BC of SC

Tentamen Elektromagnetisme (NS-103B)

Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen. Werk iedere opgave afzonderlijk uit op het daarvoor bestemde vel papier

Gaap, ja, nog een keer. In één variabele hebben we deze formule nu al een paar keer gezien:

Schuifspanningen loodrecht op een cilindrisch gat

5.8. De Bessel differentiaalvergelijking. Een differentiaalvergelijking van de vorm

Niet-lineaire mechanica datum: Algemeen 2 Vraag 1 3 Vraag 2 8 Vraag 3 11 Vraag 4 14 Vraag 5 17 Vraag 6 19

POST STUDIEWIJZER. POST HBO-OPLEIDINGEN Betonconstructeur BV Staalconstructeur BmS. Professional master of structural engineering

Werkblad 2 Kracht is een vector -Thema 14 (NIVEAU BETA)

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

BEZWIJKBELASTING VAN RAAMWERKEN ^ BOVENGRENSBENADERING. Gevraagd: 6.3-1t/m 4 Als opgave 6.2, maar nu met F 1 ¼ 0 en F 2 ¼ F.

Hoofdstuk 1 LIJNEN IN. Klas 5N Wiskunde 6 perioden

Pons bij funderings palen. Onderzoek naar vorm ponskegel bij op druk belaste palen onderwaterbetonvloer

Het versterken en verstijven van bestaande constructies

Tentamen Inleiding Kansrekening 16 juni 2017, 14:00 17:00 Docent: Prof. dr. F. den Hollander

TENTAMEN WISKUNDIGE BEELDVERWERKINGSTECHNIEKEN

CTB3330 : ConstructieMechanica 4

Bachelor Eindwerk. Eigenfrequentie van belaste panelen


Nieuwe functionaliteiten AxisVM 12.2

Piekresultaten aanpakken op platen in Scia Engineer

Examen Klassieke Mechanica

Voorblad bij tentamen

TENTAMEN WISKUNDIGE BEELDVERWERKINGSTECHNIEKEN

Vrije Universiteit Faculteit der Economische Wetenschappen en Bedrijfskunde Afdeling Econometrie

WISKUNDE 3 PERIODEN EUROPEES BACCALAUREAAT DATUM : 8 juni 2006 ( s morgens) DUUR VAN HET EXAMEN : 3 uur (180 minuten) TOEGESTANE HULPMIDDELEN :

Transcriptie:

POST HBO-OPLEIDINGEN Betonconstructeur BV Staalconstructeur BmS Professional master of structural engineering Toegepaste mechanica Materiaalmodellen en niet-lineaire mechanica docent : dr ir P.C.J. Hoogenboom TENTAMEN e JAAR POST WAARSCHUWING : Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam! OPMERKING : Al het studiemateriaal en aantekeningen betreffende dit onderdeel mag tijdens het tentamen worden geraadpleegd

Vraagstuk 1 ( 30 minuten 3.3 punten ) In een bepaald punt van een gewapend betonnen tunnel worden de volgende spanningen berekend. σ xx = 14,1 N/mm σ yy =, σ zz = 7,3 σ yz = 0 σ zx = 15,9 σ xy = 1, 0 a Teken een elementair blokje met de spanningen op de zichtbare vlakjes. Teken tevens het bijbehorende assenstelsel. b Met een wiskundig computerprogramma kunnen snel de hoofdspanningen worden berekend. Welke wiskundige procedure wordt gebruikt om hoofdspanningen te berekenen? De hoofdspanningen zijn voor u berekend met het volgende resultaat. σ 1 = 5,6 N/mm σ =, σ 3 = 7,0 c Bereken de invarianten J en J 3. d Waarom worden veel materiaalmodellen geformuleerd als functie van invarianten? Vraagstuk ( 30 minuten 3.3 punten ) Eindige-elementenprogramma s kunnen de spanning in een constructiedeel afbeelden op verschillende manieren. Bijvoorbeeld de spanning σ xx of de grootste hoofdspanning σ 1 (figuur 1) of de Von Misses-spanning (figuur ). De laatste is als volgt gedefinieerd. σ Von Misses ( ) σ 1 Von Misses= ( σ1 σ ) + ( σ σ 3 ) + ( σ3 σ1 ) a Welke manier van afbeelden is handig als een constructiedeel wordt uitgevoerd in staal? Verklaar uw antwoord. blad

b Stel dat een constructiedeel wordt uitgevoerd in gewapend beton. Welke manier van afbeelden is dan geschikt om de drukspanning te controleren? Welke manier van afbeelden is geschikt om de wapening te ontwerpen? c Waarom kunnen eindige-elementenprogramma's geen Mohr-Coulomb-spanningen afbeelden? d Bedenk een zinvolle definitie van de Beltrani-spanning. Figuur 1. Grootste hoofdspanning σ1 Figuur. Von Mises-spanning σ Von Misses (In de figuren is een willekeurig constructiedeel getekend om te laten zien hoe spanningen kunnen worden geplot. U hoeft deze figuren niet af te lezen of te interpreteren.) Vraagstuk 3 ( 30 minuten 3.4 punten ) a In veel oude programma s voor het ontwerpen van draagconstructies kan de gebruiker de belastingcombinaties kiezen en wijzigen nadat de krachtswerking in de constructie is berekend. In veel moderne programma s is dit niet het geval. In deze moderne programma s moeten de belastingcombinaties gekozen worden voordat de krachtswerking wordt berekend. Wat is de reden van dit opvallende verschil? b Tijdens de simulatie van statisch constructiegedrag worden de krachten op het model in stappen vergroot. Bij een zekere belasting divergeert het rekenproces. Wat kan de oorzaak hiervan zijn en hoe zou dit kunnen worden verholpen? c Als we een constructie ontwerpen dan beginnen we vaak met een lineair model. Indien nodig wordt pas later een niet-lineair model gebruikt. Waarom wordt niet direct met een niet-lineair model begonnen? blad 3

Uitwerking vraagstuk 1 a b De procedure is het berekenen van de eigenwaarden van de spanningstensor. c Invarianten I 1 =σ 1+σ +σ 3 = 5,6, 7,0 = 3,6 I =σσ 1 +σσ 1 3 +σσ 3 = 5,6(,) + 5,6( 7,0) + (,)( 7,0) = 104,1 I 3 =σσ 1 σ 3 = 5,6(,)( 7,0) = 33,6 1 1 = 3 1 = ( 3,6) ( 104,1) 3 1 3 1 3 3 = 3 3 1 + 7 1 = 33, 6 ( 3, 6)( 104,1) + ( 3, 6) 3 7 J I I J = 89,8 (N/mm ) J I I I I 3 J 3 = 1460,1 (N/mm ) d Invarianten kunnen snel worden berekend en hangen niet af van het gekozen assenstelsel. Uitwerking vraagstuk a Voor staal is de Von Mises-spanning handig omdat staal niet zal vloeien als de Von Misesspanning overal kleiner is dan de vloeispanning. b De drukspanning kan worden gecontroleerd door de kleinste hoofdspanning af te beelden. De wapening kan worden ontworpen met de grootste hoofdspanning of met de normaal- en schuifspanningen in de wapeningsrichting. (Veel programma s kunnen ook vergelijkingsspanningen voor wapening plotten.) c De grensspanningshypothese van Mohr-Coulomb kan niet worden geschreven met een vergelijkingsspanning. Dit criterium wordt namelijk bepaald door twee parameters: de treksterkte en de druksterkte. d De grensspanningshypothese van Beltrani luidt blad 4

1 3 ( 1 3 3 1) W ˆ E σ +σ +σ ν σ σ +σ σ +σ σ De waarde Wˆ kunnen we vinden uit een eenassige trekproef ˆ σ = W ˆ E Hieruit volgt σ 1 +σ +σ3 ν( σ1σ +σσ 3 +σ3σ1) σˆ E E. Derhalve kunnen we de vergelijkingsspanning schrijven als. σ 1 =σˆ, σ =σ 3 = 0. σ Beltrani = σ 1 +σ +σ3 ν( σ1σ +σσ 3 +σ3σ 1). Uitwerking vraagstuk 3 a De oude programma s zijn gebaseerd op lineaire constructiemodellen. Hiervoor geldt dat de belastinggevallen kunnen worden gesuperponereerd. Moderne programma s kunnen niet alleen lineair maar ook niet-lineair rekenen. In het laatste geval kan niet worden gesuperponeerd zodat de belastingcombinaties bekend moeten zijn voordat de berekening van de vervormingen en krachtswerking kan plaatsvinden. (Overigens is de methode van de oude programma s sneller maar met moderne computers is dit niet zo belangrijk meer.) b Bij een krachtgestuurde berekening zal het rekenproces divergeren als de belasting groter wordt dan de draagkracht van de constructie. Dit kan worden verholpen door verplaatsingssturing of booglengtesturing. c Een lineair model heeft vaak minder invoergegevens nodig dan een niet-lineair model en blijft bruikbaar bij een slechte schatting van de eerste afmetingen. blad 5