Αριθμητική προσομοίωση της καταπόνησης κυλινδρικών δοκιμίων από πολυμερές υλικό σε υψηλες θερμοκρασίες - Αγγελής, Κωνσταντίνος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, 2016)
Το περιεχόμενο της μεταπτυχιακής εργασίας εντάσσεται στη κατηγορία αντοχής των υλικών σε κρούση και στον προσδιορισμό της ικανότητας απόσβεσης κινητικής ενέργειας κατά τη διάρκεια σύγκρούσης με στόχο το σχεδιασμό διατάξεων απόσβεσης ενέργειας. Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία πραγματεύεται τη πειραματική και αριθμητική προσομοίωση καταστροφικής καταπόνησης κυλινδρικών δοκιμίων από πολυβινυλοχλωρίδιο με στόχο τη παρατήρηση της επίδρασης της αλλαγής θερμοκρασίας στην απόκριση των δοκιμίων σε αξονική θλίψη. Τα δοκίμια που μελετώνται διαφέρουν ως προς τη διάμετρο της διατομής τους και το πάχος τους. Συγκεκριμένα, η διάμετρος κυμαίνεται από 50 mm έως και 63 mm, ενώ το πάχος τοιχώματος έχει τιμές από 2.5 mm έως και 5 mm. Τα δοκίμια κατασκευάστηκαν στο εργαστήριο αντοχής των υλικών και διατέθηκαν για την εκπόνηση της εργασίας. Για το πειραματικό μέρος της εργασίας, το οποίο εκπόνησε ο Μαλινάκης Αντώνιος στα πλαίσια της διπλωματικής του εργασίας, τα κυλινδρικά δοκίμια συνθλίφθηκαν σε μηχανή δοκιμών Instron (μηχανική πρέσσα) του εργαστηρίου σε σύνολική διαδρομή παραμόρφωσης 126 mm για την εκάστοτε εξεταζόμενη περίπτωση. Η καταπόνηση των δοκιμίων πραγματοποιήθηκε τόσο σε κανονικές συνθήκες, όσο και σε υψηλή θερμοκρασία (≈900), ώστε να παρατηρηθεί η επίδραση της ιξωδοελαστικής συμπεριφοράς που αποκτά το υλικό σε περίπτωση θλιπτικών φορτίων. Το μέρος της αριθμητικής προσομοίωσης πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του κώδικα ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων LS-DYNA, του οποίου χρήση πραγματοποιήθηκε στο υπολογιστικό κέντρο του εργαστηρίου τεχνολογίας των κατεργασιών. Με το πέρας της διαδικασίας αριθμητικής προσομοίωσης, πραγματοποιήθηκε η σύγκριση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από τις δύο μεθόδους για το καθορισμό της αξιοπιστίας που εμφανίζει η αριθμητική προσομοίωση όσον αφορά τη ρεαλίστική αναπαράσταση της αξονικής κατάρρευσης δοκιμίων. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας πραγματοποιείται μια εισαγωγή στα συστήματα απόσβεσης κινητικής ενέργειας και στη φιλοσοφία με την οποία αυτά σχεδιάζονται. Έπειτα ακολουθεί, στο δεύτερο κεφάλαιο, εκτενής αναφορά στα πολυμερικά υλικά και στη μηχανική τους συμπεριφορά, ενώ ακόμη παρουσιάζεται και το υλικό (PVC) από το οποίο κατασκευάστηκαν τα δοκίμια. Στο τρίτο κατά σειρά κεφάλαιο της εν λόγω μεταπτυχιακής εργασίας περιλαμβάνεται αναφορά στις δύο κύριες πειραματικές διαδικασίες που επιστρατεύονται για το καθορισμό της ικανότητας απορρόφησης ενέργειας από συστήματα απόσβεσης (Ημι-στατική και δυναμική πειραματική διαδικασία). Στο τέταρτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η εισαγωγή στη διαδικασία αριθμητικής προσομοίωσης, με αναφορά των χαρακτηριστικών των επιμέρους περιπτώσεων δοκιμίων που μελετήθηκαν. Το πέμπτο κεφάλαιο περιλαμβάνει τη συνοπτική παρουσίαση των αποτελεσμάτων της πειραματικής διαδικασίας, όπως υπολογίστηκαν από το Μαλινάκη Αντώνιο στα πλαίσια των προπτυχιακών σπουδών του, καθώς και τη σύγκριση των επιμέρους περιπτώσεων, ώστε αφού παρατεθούν τα αντίστοιχα αποτελέσματα της αριθμητικής προσομοίωσης στο έκτο κεφάλαιο, να είναι εφικτή η εξαγωγή συμπερασμάτων μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την εκάστοτε μέθοδο στο έβδομο κεφάλαιο.