Search
Filters
total: 192
filtered: 182
Search results for: FUNCTIONALLY GRADED SHELLS
-
Exact resultant equilibrium conditions in the non-linear theory of branching and self-intersecting shells
PublicationWe formulate the exact, resultant equilibrium conditions for the non-linear theory of branching and self-intersecting shells. The conditions are derived by performing direct through-the-thickness integration in the global equilibrium conditions of continuum mechanics. At each regular internal and boundary point of the base surface our exact, local equilibrium equations and dynamic boundary conditions are equivalent, as expected,...
-
Singular curves in the resultant thermomechanics of shells
PublicationSome geometric and kinematic relations associated with the curve moving on the shell base surface are discussed. The extended surface transport relation and the extended surface divergence theorems are proposed for the piecewise smooth tensor fields acting on the regular and piecewise regular surfaces. The recently formulated resultant, two-dimensionally exact, thermodynamic shell relations - the balances of mass, linear and angular...
-
Imperfection sensitivity of multilayered composite shells
PublicationW pracy analizowana jest stateczność cylindrycznej powłoki warstwowej poddanej osiowemu ściskaniu. Badany jest wpływ początkowych imperfekcji geometrycznych na zachowanie konstrukcji. Obliczenia realizowane są w programie Nastran (ver. 6.0).
-
On dynamically and kinematically exact theory of shells
PublicationW rozważanej dynamicznie i kinematycznie ścisłej teorii powłok, powłokę reprezentuje materialna powierzchnia podstawowa wyposażona w tzw. tensor struktury. Nieograniczoną deformację włókien materialnych przekroju poprzecznego powłoki opisuje wektor przesunięć powierzchni podstawowej i tensor obrotów, wyrażający energetycznie uśrednioną po grubości rotację przekroju. Dyskutowane są relacje między trójwymiarowymi polami w ciele typu...
-
A simple and efficient hybrid discretization approach to alleviate membrane locking in isogeometric thin shells
PublicationThis work presents a new hybrid discretization approach to alleviate membrane locking in isogeometric finite element formulations for Kirchhoff–Love shells. The approach is simple, and requires no additional dofs and no static condensation. It does not increase the bandwidth of the tangent matrix and is effective for both linear and nonlinear problems. It combines isogeometric surface discretizations with classical Lagrange-based...
-
Common functionally important motions of the nucleotide‐binding domain of H sp70
Publication -
Exact resultant equilibrium conditions for intersecting shells
PublicationWyprowadzono ścisłe, globalne i lokalne warunki równowagi dla dwóch przecinających się powłok. Wspólna powierzchnia podstawowa powłoki składa się z czterech regularnych powierzchni materialnych, sztywno połączonych wzdłuż powierzchniowej krzywej osobliwej modelującej połączenie. Localne warunki równowagi otrzymano poprzez ścisłe całkowanie po grubości powłoki globalnych warunków równowagi mechaniki ośrodka ciągłego.
-
Identification and simulation of shells geometric initial imperfection
PublicationPrzedstawiono stochastyczną analizę stalowych zbiorników walcowych ze wstępnymi imperfekcjami geometrycznymi. Imperfekcje opisano za pomocą jednorodnych pól losowych.
-
A general isogeometric finite element formulation for rotation‐free shells with in‐plane bending of embedded fibers
PublicationThis article presents a general, nonlinear isogeometric finite element formulation for rotation-free shells with embedded fibers that captures anisotropy in stretching, shearing, twisting, and bending - both in-plane and out-of-plane. These capabilities allow for the simulation of large sheets of heterogeneous and fibrous materials either with or without matrix, such as textiles, composites, and pantographic structures. The work...
-
A new anisotropic bending model for nonlinear shells: Comparison with existing models and isogeometric finite element implementation
PublicationA new nonlinear hyperelastic bending model for shells formulated directly in surface form is presented, and compared to four existing prominent bending models. Through an essential set of elementary nonlinear bending test cases, the membrane and bending stresses of each model are examined analytically. Only the proposed bending model passes all the test cases, while the other bending models either fail or only pass the test cases for...
-
Laminated shells in nonlinear six-parameter shell theory
PublicationW pracy proponowany jest związek konstytutywny dla powłoki warstwowej w ramach 6-paramatrowej nieliniowej teorii powłok z miarami odkształceń jak w ośrodku Cosseratów. Zaletą podejścia jest bezpośrednie zastosowanie inżynierskich stałych materiałowych.
-
Stability analysis of multilayered composite shells with cut-outs
PublicationW pracy analizowana jest stateczność ściskanej osiowo kompozytowej powłoki warstwowej. Badany jest wpływ usytuowanego centralnie w powłoce kwadratowego otworu na stateczność konstrukcji. Obliczenia wykonano w programie NX-Nastran (wersja 6.0). Poziom obciążeń krytycznych wyznaczony został w rozwiązaniu liniowym (liniowy problem własny) oraz na drodze analizy przyrostowej z uwzględnieniem dużych przemieszczeń (statyka nieliniowa)....
-
On elasto-plastic analysis of thin shells with deformable junctions
PublicationPrzedstawiono nieliniowe warunki równowagi nieregularnej cienkiej powłoki w oparciu o zasadę prac wirtualnych. Wyprowadzono dwu-wymiarowe zależności konstytutywne w zakresie sprężysto-plastycznego zachowania sie powłoki poprzez podzial powłoki na n warstw oraz całkowanie trój-wymiarowych zależności konstytutywnych po wszystkich warstwach. Jako przykład przeanalizowano ciśnieniowe urządzenie pomiarowe z uwzględnieniem odkształcalności...
-
Plastic ductile damage evolution and collapse of plates and shells.
PublicationPraca jest poswięcona problemowi numerycznej symulacji zniszczenia w płytach i powłokach z uwzględnieniem efektów nieliniowości geometrycznej i materialowej. Uwzględniono skończone przemieszczenia i obroty; przyjęty model materiałowy obejmuje zachowanie sprężysto-plastyczne, wzmocnienie izotropowe i kinematyczne, oraz zniszczenie ciągliwe. Specjalną uwagę poświecono problemom lokalizacji zniszczenia, rozwoju zniszczenia oraz całkowitej...
-
On exact dynamic continuity conditions in the theory of branched shells
PublicationSformułowano ścisłe, wypadkowe, dynamiczne warunki ciągłości wzdłuż powierzchniowej krzywej osobliwej modelującej rozwidlenie w konstrukcji powłokowej. Warunki zostały wyprowadzone poprzez ścisłe całkowanie po grubości powłoki globalnych warunków równowagi mechaniki ośrodka ciągłego.
-
Nonlocal Models of Plates and Shells with Applications in Micro- and Nanomechanics
PublicationNowadays, the use of small-scale structures in micro/nanomachines has become more and more widespread. The most important applications of such small-sized parts are in micro-electro-mechanical systems (MEMS) as well as nano-electro-mechanical systems (NEMS) as actuators, sensors, energy harvesters. For example, nanosensors are nanoscale devices that measure physical quantities and convert these to signals that can be detected and...
-
Stability analysis of cylindrical composite shells in MSC/Nastran
PublicationW pracy badane jest zastosowanie systemu MSC/NASTRAN for Windows do analizy stateczności kompozytowych powłok cylindrycznych. Przeprowadzono obliczenia dla dwóch wybranych przykładów paneli cylindrycznych poddanych równomiernemu ściskaniu w kierunku tworzącej dokonując analizy zarówno w zakresie stateczności początkowej jak i problemu geometrycznie nieliniowego w procesie przyrostowym. Otrzymane wyniki w pełni potwierdziły bogate...
-
Composite shells in 6-field nonlinear shell theory
PublicationW pracy przedstawiono równanie konstytutywne uwzględniające wielowarstwowość materiału powłoki. Równania wyprowadzono bazując na podejściu Equivalent Single Layer
-
Buckling of imperfect silo shells containing bulk solids.
PublicationOmówiono problem wyboczenia stalowych silosów wypełnionych materiałem sypkim. Obliczenia wykonano dla płaskiego stanu odkształcenia i dla osiowo-symetrycznego. Zachowanie materiału sypkiego było modelowane mikropolarnym hypoplastycznym prawem materiałowym, a zachowanie ścian silosu mikropolarnym sprężysto-plastycznym prawe wg von Misesa. W obliczeniach uwzględniono różne imperfekcje na ścianach.
-
Influence of bulk solids on the buckling strength of silo shells.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej nieliniowej analizy wyboczenia powłok silosowych pustych i wypełnionych materiałem sypkim. Obliczenia wykonano dla różnych imperfekcji w powłoce. Wyniki teoretyczne porównano z wynikami doświadczalnymi wykonanymi w Uniwersytecie Karlsruhe.
-
On shear correction factors in the non-linear theory of elastic shells
PublicationW pracy wyprowadzono analitycznie wartości korekcyjnych współczynników ścinania dla ścinania poprzecznego oraz dla momentów owinięcia w ramach nieliniowej sześcioparametrowej teorii powłok. Wartości wyprowadzono poprzez odpowiednie sformułowanie komplementarnej energii sprężystej. Na drodze analizy przy pomocy MES, badano wpływ wartości współczynników na położenie punktów bifurkacji, deformacje, całkowitą energię sprężystą układu...
-
On the FEM implementation of the large rotation shell theory for elasticanisotropic shells.
PublicationW pracy przedstawiono problemy implementacji MES teorii powłok o dużych obrotach w statycznej, geometrycznie nieliniowej analizie konstrukcji warstwowych. Zwrócono uwagę na właściwą interpretacje rotacyjnych stopni swobody w algorytmie MES. Omówiono wariant dużych i skończonych obrotów. Przedstawiono wyniki obliczeń dla znanego w literaturze przykładu analizy paneli kompozytowej w zakresie dużych obrotów.
-
On continuity conditions at the phase interface of two-phase elastic shells
PublicationW pracy rozwinięto ogólną nieliniową teorię powłok sprężystych podlegających przejściom fazowym typu martenzytowego. Przedstawione sformułowanie oparte jest na statycznie i kinematycznie ścisłym modelu powłokowym. Uwzględniono gęstośc energii odkształcenia, jak również siły i momenty zadane wzdłuż krzywoliniowego przejścia fazowego. W szczególności otrzymano statyczne warunki ciągłości wzdłuż koherentnego połączenia oraz połączenia...
-
Numerical analysis of laminated shells under in-plane axial compression
PublicationW pracy analizowana jest stateczność powłoki warstwowej poddanej osiowemu ściskaniu. Badany jest wpływ wariantów uwarstwienia oraz warunków podparcia krawędzi obciążonej na zachowanie konstrukcji. Wyniki numeryczne porównano z eksperymentem.
-
Evolution of functionally important compartments of proteins – what can we learn from studying epoxide hydrolases?
Publication -
Fem analysis of cosserat plates and shells based on some constitutive relations
PublicationPrzeprowadzono studium doboru mikropolarnych współczynników konstytutywnych w pewnym modelu płyty Cosseratów. Wyznaczono ograniczenia na ich wartości i przeprowadzono parametryczną analizę wpływu tych współczynników na geometrycznie nieliniowe deformacje powłok z ortogonalnymi przecięciami płatów.
-
Analysis of material properties of technical fabric for hanging roofs andpneumatic shells.
PublicationPrzedyskutowano zastosowanie w metodzie elementów skończonych specjalnego modelu elementu do analizy tkanin technicznych. Przedstawiono specjalne postępowanie z typowym elementem w płaskim w stanie naprężenia, tak aby uwzględnić można było zjawiska charakterystyczne dla tkanin technicznych. Zaproponowany model pozwala na zastosowanie niesprężystych związków konstytutywnych a w szczególności związków lepkoplastycznych. Opisano doświadczenia...
-
Critical examination of benchmark problems for large rotation analysis of laminated shells
PublicationW pracy przedstawiono krytyczny przegląd przykładów testowych stosowanych w analizie dużych obrotów powłok warstwowych. Kilka przykładów wyselekcjonowanych z literatury zostało przeanalizowanych przy użyciu własnych programów autora bazujących na różnych poziomach nieliniowości geometrycznej. Wyniki analizy porównawczej pozwoliły na wysunięcie wniosków o przydatności badanych przykładów jako testów sprawdzających w analizie dużych...
-
Modelling and FE-simulation of plastic ductile damage evolution in plates and shells
Publication -
Four-node semi-EAS element in six-field nonlineartheory of shells
PublicationW pracy sformułowano 4-węzłowy powłokowy element skończony dla konstrukcji powłokowych. Element opracowano w ramach nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok z niesymetrycznymi miarami odkształceń membranowych. Kinematyka powłoki jest opisana przez dwa pola: translacji i obrotów, przy czym wszystkie trzy parametry obrotu traktowane są jako niezależne. W wyniku tego sformułowany element nadaje się do analizy struktur powłokowych...
-
Geometrically nonlinear finite element simulation of smart piezolaminated plates and shells
PublicationW pracy zaproponowano powłokowy element skończony pozwalający na uwzględnienie efektu piezoelektrycznego. Element został wykorzystany w podejściu Lagrange'a, które wymaga starannego dobrania definicji wielkości mechanicznych i elektrycznych. Zależności przemieszczenie-odkształcenie zbudowano na bazie teorii małych odkształceń i umiarkowanych obrotów. Założono liniowy rozkład pól odkształceń i pola elektrycznego po grubości powłoki....
-
On modelling and non-linear elasto-plastic analysis of thin shells with deformable junctions
PublicationThe undeformed base surface of the irregular thin shell is modelled by the union of a finite number of regular smooth surface elements joined together along spatial curvilinear surface edges. The equilibrium conditions are formulated by postulating an appropriate form of the principle of virtual work, where also deformability of shell junctions is taken into account. The PVW is then discretised by C1 finite elements and the incremental-iterative...
-
The large rotations theory of elasto-viscoplastic shells subjected to thedynamic and thermal loads.
PublicationPrzedstawiono problemy sprężysto- lepkoplastycznej analizy geometrycznie nieliniowych płyt i powłok poddanych obciążeniom dynamicznym w różnych temperaturach. W obliczeniach zastosowano teorię ścinania pierwszego rzędu i konstytutywne prawo Chaboche´a w wariantach z uwzględnieniem wpływu temperatury na stałe materiałowe. Do całkowania równań ruchu użyto metody różnic centralnych, a do całkowania równań konstytutywnych regułę...
-
On solvability of initial boundary-value problems of micropolar elastic shells with rigid inclusions
PublicationThe problem of dynamics of a linear micropolar shell with a finite set of rigid inclusions is considered. The equations of motion consist of the system of partial differential equations (PDEs) describing small deformations of an elastic shell and ordinary differential equations (ODEs) describing the motions of inclusions. Few types of the contact of the shell with inclusions are considered. The weak setup of the problem is formulated...
-
Dynamics based on six-field theory of shells in the context of energy-conserving scheme
PublicationPraca dotyczy zaproponowanego algorytmu zachowującego energię w całkowaniu równań ruchu powłok sprężystych sformułowanych w ramach teorii sześcioparametrowej. Zawiera podstawowe założenia konieczne do formułowania schematów i podstawowe testy numeryczne. Aproksymacja przestrzenna zagadnienia oparta jest o Metodę Elementów Skończonych zaś aproksymacja w czasie wykorzystuje regułę punktu środkowego. Przykłady analizy dynamicznej...
-
Large rotations in first-order shear deformation FE analysis of laminated shells
PublicationAbstrakt: Teoria powłok o skończonych obrotach w ramach modelu ścinania pierwszego rzędu stanowi podstawę zaprezentowanego w pracy algorytmu MES statycznej, geometrycznie nieliniowej analizy konstrukcji warstwowych. Szczególną uwagę zwrócono na właściwy opis skończonych obrotów przy zastosowaniu kątów Eulera oraz procedurę uaktualniania parametrów obrotowych. Przedstawiono sformułowanie przyrostowe w stacjonarnym opisie Lagrange´a....
-
A general theory for anisotropic Kirchhoff–Love shells with in-plane bending of embedded fibers
PublicationThis work presents a generalized Kirchhoff–Love shell theory that can explicitly capture fiber-induced anisotropy not only in stretching and out-of-plane bending, but also in in-plane bending. This setup is particularly suitable for heterogeneous and fibrous materials such as textiles, biomaterials, composites and pantographic structures. The presented theory is a direct extension of classical Kirchhoff–Love shell theory to incorporate...
-
Analysis of magnetic field distribution inside ferromagnetic thin shells during degaussing process
PublicationAnalysis of the demagnetization of a large ferromagnetic object like a ship, was conducted. The approximate mathematical model in the form of a long cylindrical shell of constant magnetic permeability was applied. The discrete degaussing winding was assumed and the current density and magnetic flux density distribution in the ferromagnetic shell wall were determined. Based on the frequential and temporal analysis the recommended...
-
Dynamic fracture of brittle shells in a space-time adaptive isogeometric phase field framework
PublicationPhase field models for fracture prediction gained popularity as the formulation does not require the specification of ad-hoc criteria and no discontinuities are inserted in the body. This work focuses on dynamic crack evolution of brittle shell structures considering large deformations. The energy contributions from in-plane and out-of-plane deformations are separately split into tensile and compressive components and the resulting...
-
Laminated plates and shells - first ply failure analysis within 6-parameter shell theory
PublicationThis work describes Tsai-Wu and Hashin criteria modifications, dictated by nonlinear 6-parameter shell theory with asymmetric strain measures and drilling rotation. The material law is based on standard orthotropic elastic constants for a non-polar continuum, under plane state of stress. First ply failure loads of cylindrical panel subjected to pressure and flat compressed plate are estimated by means of Finite Element Analysis....
-
Robust four-node elements based on Hu–Washizu principle for nonlinear analysis of Cosserat shells
PublicationMixed 4-node shell elements with the drilling rotation and Cosserat-type strain measures based onthe three-field Hu–Washizu principle are proposed. In the formulation, apart from displacement and rotationfields, both strain and stress resultant fields are treated as independent. The elements are derived in the frame-work of a general nonlinear 6-parameter shell theory dedicated to the analysis of multifold irregular shells.The...
-
Nonlinear FEM 2D failure onset prediction of composite shells based on 6-parameter shell theory
PublicationWithin the framework of the nonlinear 6-parameter shell theory with the drilling rotation and asymmetric stress measures, the modifications of Tsai-Wu and Hashin laminate failure initiation criteria are proposed. These improvements enable to perform first ply failure estimations taking into account the non-symmetric stress measures. In order to check the validity of the proposed criteria, finite element analyses are performed with...
-
Two- and three-dimensional elastic networks with rigid junctions: modeling within the theory of micropolar shells and solids
PublicationFor two- and three-dimensional elastic structures made of families of flexible elastic fibers undergoing finite deformations, we propose homogenized models within the micropolar elasticity. Here we restrict ourselves to networks with rigid connections between fibers. In other words, we assume that the fibers keep their orthogonality during deformation. Starting from a fiber as the basic structured element modeled by the Cosserat...
-
Nitrogen/Oxygen Enriched Hierarchical Porous Carbons Derived from Waste Peanut Shells Boosting Performance of Supercapacitors
Publication -
Analysis of EN 1993-1-6 guidelines about determining amplitudes of equivalent imperfections of steel cylindrical shells subjected to uniform external pressure
PublicationCivil engineering structures should be designed with reference to relevant standards. One of them is a Eurocode 3 standard EN 1993-1-6:2007: Design of steel structures Part 1-6: Strength and Stability of Shell Structures. According to this standard, the value of buckling load can be determined using different approaches: classical hand calculations (stress design) and geometrical and material non-linear analysis of an imperfect...
-
Fabrication and Crystal Structure of Sol-Gel Deposited BST Thin Films with Compositional Gradient
PublicationIn the present research technology of compositionally graded barium strontium titanate Ba1-xSrxTiO3 thin films deposited on stainless steel substrates by sol-gel spin coating followed with thermal annealing at T = 650°C is reported. Results of thermal behavior of the sol-gel derived powders with compositions used for fabrication of graded structure (i.e. with Sr mole fraction x = 0.5, 0.4 and 0.3) are described. X-ray diffraction...
-
EMISJA AKUSTYCZNA JAKO SYGNAŁ DIAGNOSTYCZNY ODWZOROWUJĄCY ZMĘCZENIOWE ZUŻYCIE WARSTW ŚLIZGOWYCH PANWI ŁOŻYSK GŁÓWNYCH I KORBOWYCH SILNIKÓW O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM
PublicationW artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, z których wynika, że emisja akustyczna (EA) może być uznana za sygnał diagnostyczny, przydatny do identyfikacji stanu technicznego łożysk głównych i korbowych okrętowych silników o zapłonie samoczynnym. Wykazano w nim bowiem, że parametry emisji akustycznej takie jak: czas rejestracji, energia sygnału, amplituda sygnału, ilość przekroczeń poziomu dyskryminacji, czas narastania,...
-
A Nonlinear Model of a Mesh Shell
PublicationFor a certain class of elastic lattice shells experiencing finite deformations, a continual model using the equations of the so-called six-parameter shell theory has been proposed. Within this model, the kinematics of the shell is described using six kinematically independent scalar degrees of freedom — the field of displacements and turns, as in the case of the Cosserat continuum, which gives reason to call the model under consideration...
-
THE METHODS OF TEACHING / LEARNING STRUCTURAL MECHANICS
PublicationStructural mechanics is a key issue to study for engineers. A high rank and high social responsibility profession requires both a high graded and intuitive approach. The evolution of learning / teaching methodology follows the novel technical achievements of every decade. The aim remains the same: to produce a professional to perform advanced relevant analysis and safe, optimal structural design
-
STUDENTS' PERCEPTION OF E-GRADING: INFORMATICS COURSE CASE STUDY
PublicationUsing computers for grading can simplify work for teachers. However it is a sensitive part of their work and must be performed carefully. More information is required on students' reception and opinions about e-grading. This paper is a case study of e-grading used in Informatics course and discusses results obtained from surveying the students after being graded by a teacher and a computer.