I ph.d.-projektet ”Stabilitet af tynde skaller” udvikler civilingeniør Bjarke Laustsen en metode til simpelt at beregne cylinder- og kugleskallers bæreevne som funktion af imperfektioner. Metoden gør det muligt at foreskrive de tilladte imperfektioner og kontrollere dem under udførelsen.

Trods flere hundrede års forskning er det ikke lykkedes at opstille en skalteori, som tager hensyn til skallers imperfektioner. I dag findes kun teorier, som kan benyttes for perfekte skaller, dvs. skaller der ikke afviger fra den teoretiske form.

Med den danskudviklede plasticitetsteori vil projektet udarbejde en ny beregningsmetode, som tager hensyn til den imperfekte form, skaller næsten altid har. Målet er at udvikle den eksisterende plasticitetsteori så langt, at den kan benyttes ved daglig projektering. Med en sådan viden kan beregninger af slanke metalkonstruktioner foretages på et mere sikkert grundlag. Den nye viden vil være anvendelig ved et stort antal dagligt forekommende beregningsproblemer af fx siloer, tanke, rørledninger og skorstene.

Projektets baggrund
Slanke og tynde konstruktioner anvendes i bærende konstruktioner i stor udstrækning. Det mest benyttede materiale er metal, især stål og aluminium, men der udføres også mange tynde skalkonstruktioner i beton. Konstruktioner af denne art mister typisk deres bæreevne ved pludselige, uvarslede brud, uden at materialets styrke er nået. Man taler her om et stabilitetsbrud.

Udformning af pålidelige beregningsmetoder for stabilitetsbrud i tynde skaller har voldt store kvaler. Da man omkring forrige århundredeskifte havde fået formuleret og løst nogle af skalteoriens meget komplicerede ligninger, viste det sig, at den eksperimentelle brudlast kun var en brøkdel, fx 1/5, af den beregnede.

I første halvdel af 1900-tallet blev det efterhånden klart, at forklaringen lå i, at en skalkonstruktion næsten altid har såkaldte imperfektioner, dvs. afvigelser fra den teoretiske form. Skallen buler så at sige ind og ud allerede fra fødslen. Helt frem til i dag har man i praksis løst de beskrevne problemer ved at udarbejde empiriske formler, der giver en nedre grænse for bæreevne ved de imperfektioner, man erfaringsmæssigt kan forvente.

Ph.d.-projektet vil blive udarbejdet i perioden 2011 - 2014 i samarbejde med ALECTIA og DTU Byg med støtte fra Knud Højgaards Fond. Vejledere er afdelingsleder og civilingeniør Jesper Gath og civilingeniør Thomas Hansen, begge ALECTIA, samt konsulent prof. emeritus dr. techn. M. P. Nielsen.