 |
 |
|||
 |
 |
 |
 |
|
Universiteit TU/e: Technische Universiteit Eindhoven |
|---|
Mechanisme Onderzoek
In het onderzoek naar de eigenschappen van het mechanisme is onderzocht hoe het mechanisme in de 2D doorsnede van 3D Adaptable Building Skin werkt. Allereerst is een vertaling van de werkelijke twee dimensionale doorsnede naar een numeriek rekenmodel gemaakt. Hierin zijn noodzakelijk enkele vertalingen gemaakt betreffende materiaaleigenschappen en constructief gedrag van elementen. De ballonnen zijn bijvoorbeeld vertaald naar twee dimensionale staven. Het was noodzakelijk de materiaaleigenschappen en het constructieve gedrag van elementen te vereenvoudigen. Andere aannamen zijn gebaseerd op inzichtelijkheid van gedrag en resultaten in de berekeningen. Door het controleren van elementen en de geometrie in het rekenmodel, werden al enkele eigenschappen van het mechanisme in de doorsnede bekend.
Na het opstellen van het rekenmodel is eerst explorerend onderzoek gedaan naar de eigenschappen van het mechanisme in de doorsnede met behulp van een representatieve externe belasting. Het mechanisme wordt gekenmerkt door twee variabele elementen. Dit zijn de veren die verbonden zijn aan de stalen kabels en de ballonstaven. De eigenschappen van het mechanisme is te bepalen door de variabele stijfheden van de veren en de ballonstaven. Om de invloed van de geometrie als eerste te verkennen is om beurten één van de twee elementen variabel in stijfheid ingevoerd, terwijl de ander zeer stijf werd ingevoerd. Op deze manier werd duidelijk welke begrenzingen in het mechanisme optreden.
Na de vergaarde kennis zijn grenzen gesteld waaraan het mechanisme zou moeten voldoen. Deze grenzen zijn aannamen over de doorbuiging van de doorsnede en de normaalkrachten in de kabels en ballonstaven. Hierbij is uitgegaan van bepaalde krachtgrootten waaraan de hypothetisch gestelde materiaalkeuzen zouden kunnen voldoen. De grenzen zijn vertaald naar een lokaal gebied van waarden van de stijfheden van veren en ballonstaven. Stapsgewijs zijn de grenzen verscherpt door achtereenvolgend de verticale verplaatsingen en normaalkrachten in kabels en ballonstaven te onderzoeken. Tot slot is het mechanisme met de uiteindelijk gekozen materialen met bijbehorende stijfheden onderzocht op constructief gedrag.
Nu de eigenschappen van het mechanisme en de gewenste stijfheden van de elementen zijn bepaald, is onderzoek gedaan naar het principe van de manipuleerbare vervorming. Deze vervorming wordt veroorzaakt door extra geweven kabel in het originele weefpatroon van de doorsnede. Door de extra kabel aan twee zijden naar buiten te trekken, wordt de doorsnede verticaal vervormd. Het onderzoek is uitgevoerd in het voorgaand bepaalde mechanisme, waarbij de doorsnede in numerieke simulaties is vervormd. Hierna is het constructieve gedrag van de doorsnede met de manipuleerbare vervorming onderzocht en beschreven.
Om de in het beginstadium gemaakte aannames betreffende materialen en elementen meer voet aan de grond te geven, zijn nog twee deelonderzoeken uitgevoerd. Het onderzoek naar de optredende wrijving tussen de stalen kabels en de mantelbuizen is uitgevoerd door de student Maarten Braem. Doel van dit onderzoek was om uitspraken te kunnen doen over het gedrag en de grootte van de wrijvingskrachten. De gemaakte conclusies maken een directe koppeling met de optredende normaalkrachten van de kabels in het mechanisme onderzoek. Tevens bieden de bevindingen meer inzicht voor vervolgonderzoek.
Ook is explorerend onderzoek gedaan naar het indrukkingsgedrag van een cilindrische ballon. De gemeten indrukking van de mantelbuizen in de cilindrische ballon, afhankelijk van de interne druk en de ingebrachte belasting, is vertaald naar een bepaalde zakking. Door de cilindrische ballon te beschouwen als een ingedrukte staaf, konden de metingen vertaald worden in een fictieve stijfheid. Deze fictieve stijfheid kon vergeleken worden met de aangenomen fictieve stijfheid van de ballonstaven in het mechanisme onderzoek.
Uiteindelijk konden resultaten en analysen uit numerieke berekeningen samengevoegd worden met experimentele onderzoeken om te bewijzen of de doorsnede van 3D Adaptable Building Skin werkelijk zo werkt als in het ontwerp werd aangenomen. Uiteindelijk is ook meer inzicht verkregen in de wijze van de uit te voeren vervolgonderzoeken.
Afstudeerproject (03/07)
Masterprojecten:
Human Tissue Inc. (11/05)
Passages (03/05)
Twisted Life (06/04)
Zwemstadion (03/04)
ToyHouse (11/03)
Overige Projecten:
Relax and Meet (03/07)
Spinning Views (04/06)
Bierkrattenbrug (06/05)