Rakenteiden Mekaniikka https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/ <p>Jo vuodesta 1968 Rakenteiden Mekaniikka -lehden aiheina ovat olleet kiinteiden ja virtaavien aineiden teoreettinen, laskennallinen ja kokeellinen mekaniikka sekä näihin liittyvä matematiikka ja sovellukset. Esimerkkeinä voidaan mainita rakenteiden staattinen ja dynaaminen lujuusanalyysi, monikappaledynamiikka, virtausmekaniikka, rakenteen ja virtauksen vuorovaikutus, rakenteiden ja koneiden suunnittelu ja mitoitus, rakenteiden optimointi, rakenteiden toimivuus ääritilanteissa, älykkäät koneet ja rakenteet, värähtelymekaniikka, kontaktimekaniikka, roottoridynamiikka, murtumismekaniikka ja väsyminen, termomekaniikka, maa- ja kallioperän mekaniikka, rakenteiden materiaalitekniikka, uudet materiaalit, dynaamisten systeemien optimaalinen säätö, elementtimenetelmät ja -analyysi, biomekaniikka, mikromekaniikka, mekaniikan teolliset ja lääketieteelliset sovellutukset sekä mekaniikan ja lujuusopin opetus. Lehti julkaisee lisäksi lyhyitä kommentteja sekä kirjallisuuskatsauksia.</p> fi-FI jarkko.niiranen@aalto.fi (Jarkko Niiranen) jarkko.niiranen@aalto.fi (Jarkko Niiranen) pe, 29 joulu 2023 00:00:00 +0200 OJS 3.2.1.4 http://blogs.law.harvard.edu/tech/rss 60 A recursion formula for the integer power of a symmetric second-order tensor and its application to computational plasticity https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/137537 <p>In this paper, a recursion formula is given for the integer power of a second-order tensor in 3D Euclidean space. It can be used in constitutive modelling for approximating failure or yield surfaces with corners, and it is demonstrated for the case of Rankine failure criterion. Removing corners provides clear advantages in computational plasticity. We discuss the consequences of the approximation errors for failure analyses of brittle and quasi-brittle<br />materials.</p> Reijo Kouhia, Timo Saksala Copyright (c) 2023 Reijo Kouhia, Timo Saksala https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/137537 pe, 29 joulu 2023 00:00:00 +0200 A damage-plasticity model for brittle materials based on an approximation of Rankine type of failure criterion https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/137249 <p>A damage-plasticity model for tensile failure analyses of brittle materials is developed. The stress states leading to a failure (inelastic strains and damage) are indicated by a rounded approximation of the Rankine criterion. This approximation is expressed in terms of the stress invariants avoiding thus the need of coordinate transformations and eigenvalue solutions required by the classical Rankine criterion. The model is formulated with the effective stress space approach, i.e. the return mapping is first performed in the global effective stress space&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; and then the damage update is performed independently of the plasticity part. The model is consistently linearized, and, finally, some demonstrative simulations of a tensile test on a rock-like material are carried out. &nbsp;</p> Timo Saksala, Reijo Kouhia Copyright (c) 2023 Timo Saksala, Reijo Kouhia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/137249 pe, 29 joulu 2023 00:00:00 +0200 Ortotrooppinen lineaarikimmoinen materiaalimalli https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/137490 <p>Artikkelissa johdetaan lineaarisesti kimmoisan ortotrooppisen materiaalimallin konstitutiivinen yhtälö invarianttiteorian avulla koordinaatistoriippumattomassa muodossa. Ortotrooppinen symmetriaryhmä määritellään kolmen ortogonaalisen yksikkövektorin avulla. Ortotrooppisen aineen invarianttikanta koostuu seitsemästä invariantista, joiden avulla jännitys\-energian tai vastaavasti venymäenergian lausekkeet voidaan konstruoida. Materiaaliparametrien termodynaamiset rajoitteet ja kimmokertoimien monotonisuusehdot johdetaan. Esimerkkeinä tarkastellaan balsapuuta, douglaskoivua, sekä reiden ja säären tiivisluun parametreja.</p> Kari Kolari, Reijo Kouhia Copyright (c) 2023 Reijo Kouhia, Kari Kolari https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/137490 pe, 29 joulu 2023 00:00:00 +0200 Sekaformulaatio, tasomuodonmuutostila ja kolmisolmuinen kolmioelementti https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/136079 <p>Artikkelissa tarkastellaan sekaformulaation ja elementtimenetelmän soveltamista ta­so­muodonmuutostapauksessa Galerkin-pienimmän neliön keinoa käyttäen. Täysin kokoonpu­ris­tumattoman aineen lisäksi käsitellään erityisesti myös yleistä kokoonpuristuvaa tapausta. Ai­ne­mallina on isotrooppinen Hooken laki. Numeerisissa sovelluksissa käytetään kolmisolmuista kol­mioelementtiä. Suoritetaan vertailua puhtaalla siirtymäformulaatiolla saatuihin tuloksiin. Sen­sitointiparametrin arvon määritystapa kuvataan.</p> Jouni Freund, Eero-Matti Salonen Copyright (c) 2023 Jouni Freund, Eero-Matti Salonen https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/136079 pe, 29 joulu 2023 00:00:00 +0200 Feasibility and optimization of a bush-cut aluminium bronze big end bearing: a simulation-based study https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/132039 <p>The big end bearing of a connecting rod is one of the most highly loaded bearings in marine engines. This paper presents a feasibility study and optimization of the geometrical parameters of a bush-cut bronze bearing for connecting rods in large-bore marine engines. An accurate simulation workflow was developed and carried out in Abaqus to analyze whether a new simple and cost-saving alternative for manufacturing big end bearings would be possible. The simulations showed that aluminium bronze is feasible regarding stress and yielding. However, improvements were needed to increase the radial contact pressure and decrease the compressive tangential stress peaks on the ends of the split bearing. The optimized design parameters included the outer diameter and thickness of the bearing, the thickness of the cutting blade, and the cut angle. Especially the combination of optimized blade thickness and cut angle generated promising results. The findings of this study provide valuable insights and design principles for bearing design processes.</p> Sami Kreivi, Teemu Kuivaniemi, Antti Mäntylä, Joona Vaara, Jaakko Istolahti, Pasi Halla-aho, Antti-Jussi Vuotikka, Tero Frondelius Copyright (c) 2023 Sami Kreivi, Teemu Kuivaniemi, Antti Mäntylä, Joona Vaara, Jaakko Istolahti, Pasi Halla-aho, Antti-Jussi Vuotikka, Tero Frondelius https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/132039 pe, 29 joulu 2023 00:00:00 +0200 Tekninen selvitys: Tarkkoja elementtejä helposti https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/141526 <p>-</p> Jukka Matti Aalto Copyright (c) 2024 Jukka Matti Aalto https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/141526 ma, 08 tammi 2024 00:00:00 +0200 Technical note: Coordinate representations of important differential operations in continuum mechanics https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/142563 <p>This note is the last part in the trilogy Tensors in Continuum Mechanics. The first part was focused on the representations of m-linear functions on tensor spaces, especially on their duals and transpositions. The second part was dedicated to the memory of Prof. T. Salmi, and it was focused on the curvilinear coordinate systems in continuum mechanics (in Finnish). Because the relationship between stress and their strain conjugates has been discussed in several papers, the focus in the present third part is on a more specific area of continuum mechanics: representations of important differential operations (the gradient, divergence, rotor, and Laplace) in curvilinear coordinate systems.</p> Sami Holopainen Copyright (c) 2024 Sami Holopainen https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/142563 ke, 24 tammi 2024 00:00:00 +0200 Alkusanat https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/142951 Jarkko Niiranen Copyright (c) 2024 Jarkko Niiranen https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/142951 ke, 31 tammi 2024 00:00:00 +0200 Djebar Baroudin muistoa kunnioittaen https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/142770 Reijo Kouhia Copyright (c) 2024 Reijo Kouhia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/142770 to, 25 tammi 2024 00:00:00 +0200 Jari Laukkasen muistoa kunnioittaen https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/142773 Matti Kangaspuoskari, Hannu Koivurova, Antti Niemi Copyright (c) 2024 Matti Kangaspuoskari, Hannu Koivurova, Antti Niemi https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://rakenteidenmekaniikka.journal.fi/article/view/142773 to, 25 tammi 2024 00:00:00 +0200