FEM-based approach for the stability design of thin-walled members by using cFSM base functions

This paper presents a new design approach for the stability design of thin-walled members. The proposed approach is based on the buckling modes and critical forces/moments determined by a linear buckling analysis performed on a regular shell finite element model. A fully automatic buckling mode identification technique is applied, by using the modal base functions of the newly proposed constrained finite strip method, where the various buckling types are separated by clearly defined mechanical criteria. The paper briefly summarizes the determination of modal base functions which then are used to approximate finite element displacement functions (i.e., buckling modes). The mode identification method provides the lowest critical values (forces or moments) to all the three characteristic buckling types: global, distortional and local, on the basis of which the buckling resistance can be calculated by using the design formulae of the direct strength method. The proposed new approach, which is potentially more general than any of the existing design approaches, is demonstrated on Z columns and beams with simple loading and boundary conditions. Critical values as well as resistances are calculated for some selected cases, the results are compared to those of another design method. The comparisons prove the applicability of the proposed procedure. Further research is necessary to extend the proposal for more general and more complex practical cases

A korszerű számítástechnikai eszközök hatékony alkalmazása vékonyfalú rúdszerkezetek stabilitási vizsgálataiban = Efficient application of today's computation technology in the stability analysis of thin-walled structures

Javaslatot tettünk vékonyfalú szelvények stabilitásvesztési módjainak új, mechanikai alapon történő definiálásra. Kidolgoztuk a cFSM (constrained Finite Strip Method) eljárást. A cFSM-mel tetszőleges nyitott keresztmetszetű két-csuklós prizmatikus rúd rugalmas stabilitásvizsgálata elvégezhető: tetszőleges tiszta vagy interakciós módhoz tartozó kritikus erő/nyomaték számítható. Megmutattuk, hogy a cFSM alkalmas tetszőleges végessávos sajátalak mód-identifikációjára, azaz számszerűsíthető a stabilitásvesztési típusok jelenléte egy adott stabilitásvesztési módban. Javaslatot tettünk az identifikációhoz szükséges ortonormálás opcióira. A cFSM módszert összehasonlítottuk a GBT (Generalized Beam Theory) módszerrel, rámutattunk a lényeges hasonlóságokra és különbségekre. Kidolgoztunk egy eljárást, melynek segítségével végeselemes módszerrel meghatározott sajátalakok mód-identifikációja is elvégezhető közelítően. Analitikus megoldottuk síkbeli és tisztán elcsavarodó kihajláshoz tartozó kritikus erő számítását, a rudat felületelemekkel modellezve, a lemez- és tárcsaelmélet feltevéseit használva. A megoldás magyarázatot ad a cFSM és más módszerek között a kihajlási/kifordulási kritikus értékben adódó különbségekre. Paraméteres vizsgálatokat hajtottunk végre a cFSM és a fél-analitikus végessávos módszer (VSM) közötti eltérésekre. Vizsgáltuk a VSM-be jelentkező interakció hatását, valamint a hidegen hengerelt szelvények esetén jelenlévő saroklekerekítések hatását. | We have proposed new, mechanics-based definitions for the various buckling types of thin-walled members. We have worked out the constrained Finte Stip Method (cFSM). cFSM is able to perform elastic stability analysis for uniform two-hinged members with arbitrary thin-walled cross-section: critical force/moment can be calculated to any clear or interacted buckling modes. We have shown that cFSM is able to identify arbitrary buckling mode calculated by a regular finite strip analysis, i.e., to determine the contribution of the buckling types to a given buckled shape. Options have been proposed for the orthonormalization, necessary for the identification. We have compared cFSM and the Generalized Beam Theory, important similarities and differences have been identified. We have proposed an approximate method for the identification of buckling modes calculated by finite element method. We have given analytical solution for the critical force to flexural and pure torsional buckling of columns. The solution is based on shell model in which the member is modelled by surface elements. The solution explains the differences of critical forces/moments for global member buckling, calculated by cFSM and other methods. We have performed parametric studies to analyze the differences between cFSM and semi-analytical finite strip method (FSM). We have investigated the interaction effect in FSM, as well as the effect of rounded corners typical for cold-formed members

Parameter estimation and threshold selection uncertainty in extreme wind speed distribution – A frequentist approach with generalized Pareto distribution using automatic threshold selection

Nowadays, the use of probabilistic modeling for the design of engineering structures is becoming more and more widespread due to the advances in computer technology. In order to have a comprehensive picture about a meteorological phenomenon, e.g., wind actions on structures, uncertainties must be taken into account. From structural engineering and practical points of view, the effect of the length of short time series available for the analysis on the final results can be interesting to define a minimum observation-length. In this way, the real condition at the site can be utilized to assess wind loading effects on the structure. This paper deals with the effect of uncertainties associated with the parameter estimation and threshold selection. A four-year record of wind speed data of Sződliget is analyzed, and these results are compared with the results of neighboring sites, Penc, and Budapest. The peak over threshold (POT) method with maximum likelihood estimation are selected to obtain the basic wind velocity. The suitable threshold is chosen using an automatic threshold selection approach. According to our results, the applied automated threshold selection method provide reliable results, and it is simple and computationally inexpensive. This method may reduce associate errors of threshold selection in the future. It was found that at least approximately 100 realizations should exceed the specified threshold to earn reliable results. It means that 1–1.5-year and 4-year records of wind speeds are necessary for statistical inference in case of weakly dependent observations and for statistically independent events, respectively

Recens függőleges kéregmozgások vizsgálata geodéziai mérések, geofizikai és földtani adatok felhasználásával = Investigation on recent Vertical Crustal Movements (RVCM) using Geodetical Surveying and Geophysical - Geological Data

A földfelszín függőleges irányú mozgásának vizsgálata ismételt szabatos szintezések alapján hosszú múltra tekint vissza hazánkban. Ebben a kutatásban: 1. Vizsgáltuk a vertikális sebességek kapcsolatát az alapkőzet-mélységgel, a nehézségi anomáliával és a földi hőárammal. Módszerként regressziós-korrelációs analízist alkalmaztunk többváltozós lineáris modellek alapján. 12 kiválasztott (100-200 km hosszú) vizsgálati vonalon mutattunk ki új összefüggéseket (korrelációs együtthatókat, lineáris modelleket). 2. Elvégeztük két állandó vizsgálati vonalunk újbóli szabatos szintezését és elemzését. A rövid időbázisú mérésből kimutatható volt a Móri-árok, a Zámolyi-medence süllyedése. Egy újabb vizsgálati vonal alapmérését végeztük el a Váli-völgyön át, újfajta pontállandósítással. A három vizsgálati vonal területén GPS-kampányt szerveztünk a költség- és időigényes felsőrendű szintezés kiváltására GNSS-technikával. 3. Kiegyenlítettük az EOMA újramért három elsőrendű poligonját. Első ízben volt kimutatható a kéregmozgási pontok (297 darab) magasságváltozása. A több cm-es változások indokolják az újramérést és az integrált hálózat szükségességét. A geodéziai hálózatok modernizálására irányuló terveket szabályzat-tervezet, ajánlás, mintaterületi adatbázis és pontnyilvántartás kidolgozásával segítettük. | The examination of vertical Earth crust movements looks back on long past in Hungary, based on repeated levelling. In the frame on present research: 1. We examined the relationship between the vertical movement and the depth of basement, the gravity anomaly and the terrestrial heat flow. The method was a regression-correlation analysis based on multiple variable linear models. We found new connections along 12 selected (100-200 km long) lines (correlation coefficients, linear models). 2. We re-levelled and analysed the movements along two constant examination lines. From the relatively short time based measurement the subsidence of Mór-graben and Zámoly-basin were demonstrable. We established the new examination line across the Vál-basin, using new control point stabilization. We organized a GPS-campaign to switch the three examination lines to uniform area and replaced the expensive and time-consuming levelling with more efficient GNSS-technique. 3. We adjusted 3 polygons of re-measured Hungarian national vertical network. It was the first time to demonstrate the height-changes of special crustal control points (297 pieces). The more than 5-10 cm changes in heights give reasons for the re-levelling of the network, and outlines the necessity of the integrated network. The helped the plans aimed the modernisation of geodetic networks with the development of a regulation draft, recommendations, a sample area database and a control point register

Lipid-membrán iskola a Szegedi Biológiai Központban = Lipid-membrane school at the Biological Research Center

Tisztelegve az elhúnyt Farkas Tibor akadémikus emlékének, a Lipid-Membán Iskola a Szegedi Biológiai Központban minden tekintetben végrehajtotta a pályázatban tervezett feladatait, teljesítette misszióját. Képes volt a meglévő tudás valamint eszközállomány összefogására, koncentrált és hatékony kihasználására. A közös munka eredményeképpen számos, stratégiailag igen jelentős fejlesztés vált lehetővé. Nagy számú új, eredeti tudományos eredmény (köztük több review, ill. könyv) publikációjára került ill. kerül még sor a program lezárását követően. Törekvéseink fénypontját jelzik az egymolekula követésére alkalmas mikroszkópiás laboratórium (nanotechnológiai alapú membrán kutatóhely, SzBK) ill. az első hazai lipidomikai vertikum (SzTE, SzBK ) teljes kiépítése. Kiemelendő, hogy a program célkitűzésének megfelelően a kutatásba számos hallgatót vontunk be. Szakdolgozatok ill. PhD disszertációk születtek a pályázat támogatásával. Aktivitásunk egyértelmű nemzetközi elismeréseképpen 2006-ban Magyarországon kerül megrendezésre a Nemzetközi Lipidtudományi Konferencia (ICBL) kollégáink rendezésében, Vígh László elnökletével. A Lipid-Membrán Iskola szegedi résztvevői az alap- és alkalmazott lipid és membrán kutatási eredményeik, valamint a kiépült együttműködéseik alapján sikeresen részévé váltak a Dél-Alföldi Neurobiológiai Tudásközpontnak. | Saluting to the memory of late Tibor Farkas, the Lipid-Membrane School in the Szeged Biological Research Center successfully accomplished its major goals and fulfilled its mission. The school became capable for bringing together the preexisting knowledges and resources, by effectively concentrate and exploit them. As a result of the common and complementary efforts, several highly important and ambicious projects have been implemented. As a result of these, high number of new, original publications, reviews indicated the success. Amongst of our most remarkable achievements, we should mention the foundation of the nanotech based single molecule microscopy technique, allowing the real-time monitoring of most various lipid-membrane events (BRC). We are also proud, that the first Hungarian lipidomics lab can start soon its operation (SzTE, BRC). Several students participated in our activity: prepared diploma work and PhD thesis. Best highlighting our successful activity, our colleaques will organize the next International Congress of Lipid Sciences (ICBL), chaired by Laszlo Vigh. Based on their basic and applied research related activities and cooperation, most of the participants of the peresently terminated Szeged Lipid-Membrane School have joined successfully the Szeged Neurobiological Knowledge Center

The Impact of Parameter Estimation Uncertainty in Extreme Wind Speed Models

All the available information and uncertainties should be taken into account in a model to give correct answer to a stated problem and evaluate the performance of a structure. This study deals with the impact of parameter estimation uncertainty in extreme wind speeds on the assessed reliability index using frequentist approach. The peak-over-threshold approach with an automated threshold selection method is applied and bootstrapping is used to determine the 95% confidence interval of the estimated reliability index. Based on the results practical recommendations, i.e., a framework of this procedure are derived on how to handle peak-over-threshold in extreme wind speed models for the application of the proposed performance-based wind engineering design