Filters
total: 6321
filtered: 2565
displaying 1000 best results Help
Search results for: micropolar shells
-
Thermo-elastic non-linear analysis of multilayered plates and shells
PublicationGeometrically nonlinear FEM analysis of multilayered composite plates and shells is performed in order to resolve the stability problem of the structures being under the influence of temperature field. The Riks-Wempner-Ramm algorithm with a specially modified multi-choice unloading condition has been implemented in authors’ numerical code. As the representation of multilayered medium the Equivalent Single Layer approach with the...
-
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...
-
Nonlinear material identification of heterogeneous isogeometric Kirchhoff–Love shells
PublicationThis work presents a Finite Element Model Updating inverse methodology for reconstructing heterogeneous materialdistributions based on an efficient isogeometric shell formulation. It uses nonlinear hyperelastic material models suitable fordescribing incompressible material behavior as well as initially curved shells. The material distribution is discretized by bilinearelements such that the nodal values...
-
Junctions In Shell Structures: A Review
PublicationMany shell structures used in modern technology consist of regular shell parts joined together along their common boundaries. We review different theoretical, numerical, and experimental approaches to modelling, analyses and design of the compound shell structures with junctions. Several alternative forms of boundary, continuity and jump conditions at the singular midsurface curves modelling the shell junction are reviewed. We...
-
On mechanics of piezocomposite shell structures
PublicationThis study presents an original and novel investigation into the mechanics of piezo-flexo-magneto-elastic nanocomposite doubly-curved shells (PFMDCSs) and the ability to detect the lower and higher levels of electro-magnetic fields. In this context, by utilizing the first-order shear deformation shell model, stresses and strains are acquired. By imposing Hamilton's principle and the von Kármán approach, the governing equations...
-
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....
-
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...
-
Arc-length Algorithm Efficiency in the Analysis of Thermally Loaded Multilayered Shells
PublicationThis paper concerns the efficiency study of the arc-length algorithm in the geometrically non-linear analysis of thermally loaded multilayered shells. The thermal loading is considered as the one-way thermo-mechanical coupling effect. Two implementations of the arc-length method are examined: the path-following technique available in NX-Nastran and the RiksWempner-Ramm algorithm adopted in the authors’ computer code SHLTH. It is...
-
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...
-
In-plane shear nonlinearity in failure behavior of angle-ply laminated shells
PublicationThe paper concerns the progressive failure analysis of laminates with the in-plane shear nonlinearity accounted for.The nonlinear shear response of the layer is described by the constitutive relation treating the stresses as a function of strains. Thus it can be easily incorporated into the displacement-based FEM codes. The brittle failure mechanisms of the fibers and the matrix of the layer are recognized with the use of the Hashin...
-
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.
-
Extended non-linear relations of elastic shells undergoing phase transitions
PublicationThe non-linear theory of elastic shells undergoing phase transitions was proposed by two first authors in J. Elast. 79, 67-86 (2004). In the present paper the theory is extended by taking into account also the elastic strain energy density of the curvilinear phase interface as well as the resultant forces and couples acting along the interface surface curve itself. All shell relations are found from the variational principle of...
-
Nonlinear FEM analysis of irregular shells composed of fiber metal laminates
PublicationThe paper deals with the analysis of failure initiation in shells made of Fiber Metal Laminates (FML). The elas-tic material law for orthotropic lamina is stated accounting for asymmetric in-plane stress and strain measures. The asymmetry results from the employed general nonlinear 6-field shell theory where the generalized dis-placements involve the translation and the proper rotation field. The novelty of the presented results...
-
Generation of random fields to reflect material and geometric imperfections of plates and shells
PublicationThe paper covers two patterns of random field generation: conditional acceptance – rejection method and Karhunen – Loève expansion. The generation of two-dimensional random fields is essential in plates and shells analysis, allowing for a relevant limit and critical state assessment of geometrically and ma-terially imperfect structures. The features of both generation methods dedicate them to selected problems.
-
On the exact equilibrium conditions of irregular shells reinforced by beams along the junctions
PublicationThe exact, resultant equilibrium conditions for irregular shells reinforced by beams along the junctions are formulated. The equilibrium conditions are derived by performing direct integration of the global equilibrium conditions of continuum mechanics. New, exact resultant static continuity conditions along the singular curve modelling reinforced junction are presented. The results do not depend on shell thickness, internal through-the-thickness...
-
Buckling analysis of shell structures with stochastic imperfections using six parameter nonlinear shell theory
PublicationPrzedstawiono wpływ wstępnych losowych imperfekcji geometrycznych na wartość obciążenia krytycznego powłoki. W obliczeniach zastosowano autorski program MES wykorzystujący 6-cio parametrową nieliniową teorię powłok.
-
Analiza nieliniowa powłok z materiałów gradientowych w ośrodku mikropolarnym
PublicationW pracy zaprezentowano analizę powłok z materiałów gradientowych dla zakresu dużych przemieszczeń. Macierz konstytutywna została wyprowadzona dla elementu powłokowego o 6 stopniach swobody w węźle w teorii ośrodka mikropolarnego. Zaprezentowano wyniki numeryczne dla swobodnie podpartej kwadratowej płyty FGM i porównano je z wynikami z literatury oraz uzyskanymi w programie Abaqus.
-
2-D constitutive equations for orthotropic Cosserat type laminated shells in finite element analysis
PublicationWe propose 2-D Cosserat type orthotropic constitutive equations for laminated shells for the purpose of initial failure estimation in a laminate layer. We use nonlinear 6-parameter shell theory with asymmetric membrane strain measures and Cosserat kinematics as the framework. This theory is specially dedicated to the analysis of irregular shells, inter alia, with orthogonal intersections, since it takes into account the drilling...
-
Nanoconfinement Induced Formation of Core/Shell Structured Mesoporous Carbon Spheres Coated with Solid Carbon Shell
Publication -
Analysis of the internal shell stability of the cylindrical vertical double-shell tank under the condition of the hydrostatic test
PublicationUtrata stateczności płaszcza wewnętrznego w pionowym stalowym zbiorniku może wystąpić jeżeli podczas próby wodnej słup wody w przestrzeni międzypłaszczowej będzie miał większą wysokość niż w zbiorniku wewnętrznym. W artykule przeprowadzono analizę jaka różnica poziomów wody podczas próby wodnej może zagrażać stateczności płaszcza wewnętrznego w zbiorniku o pojemności od 10000 m3 do 100000 m3.
-
Stability analysis of the internal cylindrical shell wall of a vertical double shell tank under a water test.
PublicationPrzedstawiono analizę zagrożenia stateczności lokalnej płaszcza wewnętrznego przy różnicy poziomów wody w zbiorniku wewnętrznym i przestrzeni międzypłaszczowej podczas próby wodnej zbiornika. Podano krytyczne różnice poziomów wody dla typowych zbiorników o pojemności od 10 000 do 100 000 m3.
-
On dynamics of the question mark shell structure
PublicationW pracy prezentuje się problemy analizy dynamicznej nieregularnej konstrukcji powłokowej na przykładzie powłoki w kształcie znaku zapytania. Badania oparto na sześcioparametrowej nieliniowej teorii powłok, która pozwala na dyskretyzację modelu metodą elementów skończonych zawierających sześć stopni swobody w węźle. Ta teoria daje możliwość poprawnego modelowania nieregularności oraz rozgałęzień i ortogonalnych przecięć, jak również...
-
Stesses in tank shell with shape deformation
PublicationW referacie przedstawiono wyniki pomiarów naprężeń w płaszczy stalowego, rzeczywistego zbiornika. Pomiary przeprowadzono przy pomocy tensometrii elektrooporowej. Obiektem badań był stalowy zbiornik pionowy z dachem pływającym o pojemności nominalnej 12.000 m3. Defermacje płaszcza stalowego badanego obiektu wynoszą od -170 do +150 mm.
-
Damage repair of the double shell tank
PublicationPłaszcz wewnętrzny stalowego zbiornika dwupłaszczowego o pojemności 10000 m3 został zdeformowany w wyniku błędu popełnionego podczas próby wodnej przy odbiorze zbiornika. W referacie omówiono technologię naprawy silnie zdeformowanego płaszcza zbiornika. Stosowano roztłaczanie hydrauliczne, prostowanie mechaniczne i termiczne oraz wymianę najbardziej uszkodzonych blach.
-
Large thermo-elastic displacement and stability FEM analysis of multilayered plates and shells
PublicationThe paper concerns the load capacity analysis of thermally loaded multilayered plates and shells. The multilayered body is treated as an equivalent single layer whose kinematics is consistent with first order shear deformation theory. The authors focus on the thermo-elastic stability problem of the thin-walled structures. The equilibrium paths are traced with the use of Riks-Wempner-Ramm algorithm. By making use of the Tsai-Wu...
-
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...
-
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....
-
Geometrically nonlinear analysis of shells - Benchmark problems for Autocad Robot Analysis Professional
PublicationThe aim of this work is to verify the suitability of commercial engineering software for geometrically nonlinear analysis of shells. This paper deals with the static, geometrically nonlinear analysis of shells made of an isotropic material. The Finite Element Method (FEM) is chosen to solve the problem. The results of the commercial software Autocad Robot Structural Analysis Professional (ARSAP) are compared with the litera-ture...
-
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...
-
Modeling of Composite Shells in 6-Parameter Nonlinear Theory with Drilling Degree of Freedom
PublicationWithin the framework of a 6-parameter nonlinear shell theory, with strain measures of Cosserat type, constitutive relations are proposed for thin elastic composite shells. The material law is expressed in terms of five engineering constants of classical anisotropic continuum plus an additional parameter accounting for drilling stiffness. The theory allows for unlimited displacements and rotations. A number of examples are presented...
-
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...
-
Elastoplastic material law in 6-parameter nonlinear shell theory
PublicationWe develop the elastoplastic constitutive relations for nonlinear exact 6-parameter shell theory. A J2-type theory with strain hardening is formulated that takes into account asymmetric membrane strain measures. The incremental equations are solved using implicit Euler scheme with closest point projection algorithm. The presented test example shows the correctness of the proposed approach. Influence of micropolar material parameters...
-
Core/shell structured silica spheres with controllable thickness of mesoporous shell and its adsorption, drug storage and release properties
Publication -
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,...
-
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...
-
Examination of selected failure criteria with asymmetric shear stresses in the collapse analysis of laminated shells
PublicationThe paper is concerned with failure analysis of composite shells performed with the usage of the nonlinear 6‐parameter shell theory with drilling rotation degree of freedom. This special theory embodies naturally unlim-ited translations and rotations and is suitable for analysis of irregular shells for instance with various, partic-ularly orthogonal, intersections. The presence of the drilling rotation is inherently accompanied...
-
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...
-
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...
-
ON AXIALLY SYMMETRIC SHELL PROBLEMS WITH REINFORCED JUNCTIONS
PublicationWithin the framework of the six-parameter nonlinear resultant shell theory we consider the axially symmetric deformations of a cylindrical shell linked to a circular plate. The reinforcement in the junction of the shell and the plate is taken into account. Within the theory the full kinematics is considered. Here we analyzed the compatibility conditions along the junction and their in uence on the deformations and stressed state.
-
Propagation of elastic waves in shell-like structures
Publication -
Laser Scanning of a Soil-Shell Bridge Structure
Publication -
MAKING OF FERROMAGNETIC ELLIPTICAL SHELL IN TRANSVERSE MAGNETIC
PublicationA ferromagnetic object, located in the Earth’s magnetic field, changes its distribution. Through measuring such disturbances, one can locate the object and destroy it. To conceal the object, a special winding is placed inside its ferromagnetic shell, and its task is to eliminate the disturbances in the distribution of the Earth’s magnetic field.
-
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...
-
Drilling couples and refined constitutive equations in the resultant geometrically non-linear theory of elastic shells
PublicationIt is well known that distribution of displacements through the shell thickness is non-linear, in general. We introduce a modified polar decomposition of shell deformation gradient and a vector of deviation from the linear displacement distribution. When strains are assumed to be small, this allows one to propose an explicit definition of the drilling couples which is proportional to tangential components of the deviation vector....
-
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...
-
Torsional stability capacity of a nano-composite shell based on a nonlocal strain gradient shell model under a three-dimensional magnetic field
PublicationThis paper considers a single-walled composite nano-shell (SWCNS) exposed in a torsional critical stability situation. As the magnetic field affects remarkably nanostructures in the small size, a three-dimensional magnetic field is assessed which contains magnetic effects along the circumferential, radial and axial coordinates system. Based on the results of the nonlocal model of strain gradient small-scale approach and the first-order...
-
4-Node combined shell element with semi-EAS-ANS strain interpolationsin 6-parameter shell theories with drilling degrees of freedom
PublicationW pracy sformułowano 4-węzłowy powłokowy element skończony klasy C0, w ramach nieliniowej 6-parametrowej teorii powłok. W celu uniknięcia zjawiska blokady (locking effect) wykorzystano technikę EAS do niesymetrycznych odkształceń membranowych i ANS do odkształceń poprzecznych.Przedstawiono przykłady potwierdzające poprawność sformułowania.