Search
Filters
total: 6153
filtered: 2424
displaying 1000 best results Help
Search results for: micropolar shells
-
On Solvability of Boundary Value Problems for Elastic Micropolar Shells with Rigid Inclusions
PublicationIn the framework of the linear theory of micropolar shells, existence and uniqueness theorems for weak solutions of boundary value problems describing small deformations of elastic micropolar shells connected to a system of absolutely rigid bodies are proved. The definition of a weak solution is based on the principle of virial movements. A feature of this problem is non-standard boundary conditions at the interface between the...
-
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...
-
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...
-
On some constitutive equations for micropolar plates
PublicationW pracy porównano równania konstytutywne dla płyt podane przez Altenbacha i Eremeyeva. Na podstawie ich wyprowadzeń określono zakres zmienności współczynnika momentów owinięcia i jego możliwy wpływ na wyniki otrzymane w rozwiązaniach MES w zakresie liniowym
-
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
-
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.
-
On Dynamic Extension of a Local Material Symmetry Group for Micropolar Media
PublicationFor micropolar media we present a new definition of the local material symmetry group considering invariant properties of the both kinetic energy and strain energy density under changes of a reference placement. Unlike simple (Cauchy) materials, micropolar media can be characterized through two kinematically independent fields, that are translation vector and orthogonal microrotation tensor. In other words, in micropolar continua...
-
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.
-
Extended micropolar approach within the framework of 3M theories and variations thereof
PublicationAs part of his groundbreaking work on generalized continuum mechanics, Eringen proposed what he called 3M theories, namely the concept of micromorphic, microstretch, and micropolar materials modeling. The micromorphic approach provides the most general framework for a continuum with translational and (internal) rotational degrees of freedom (DOF), whilst the rotational DOFs of micromorphic and micropolar continua are subjected...
-
Surface and interfacial anti-plane waves in micropolar solids with surface energy
PublicationIn this work, the propagation behaviour of a surface wave in a micropolar elastic half-space with surface strain and kinetic energies localized at the surface and the propagation behaviour of an interfacial anti-plane wave between two micropolar elastic half-spaces with interfacial strain and kinetic energies localized at the interface have been studied. The Gurtin–Murdoch model has been adopted for surface and interfacial elasticity....
-
Linear Micropolar Elasticity Analysis of Stresses in Bones Under Static Loads
PublicationWe discuss the finite element modeling of porous materials such as bones using the linear micropolar elasticity. In order to solve static boundary-value problems, we developed new finite elements, which capture the micropolar behavior of the material. Developed elements were implemented in the commercial software ABAQUS. The modeling of a femur bone with and without implant under various stages of healing is discussed in details
-
NEW TRENDS IN DEVELOPMENT OF ORC'S FOR MICROPOWER GENERATION
PublicationIn the paper, new trends in development of micropower generation of heat and electricity are presented. New type of CHP for domestic usage is developed in the Institute of Fluid-Flow Machinery PAS and methods of its design are presented. The most promising trends in equipment of ORC cycle for this purpose were discussed. Main attention was focused on micro-heat exchangers design based on micro-channels and micro-jets. In our opinion...
-
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...
-
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....
-
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...
-
Geometrically nonlinear FEM analysis of FGM shells based on neutral physical surface approach in 6-parameter shell theory
PublicationThe paper presents the formulation of the elastic constitutive law for functionally graded materials (FGM) on the grounds of nonlinear 6-parameter shell theory with the 6th parameter being the drilling degree of freedom. The material law is derived by through-the-thickness integration of the Cosserat plane stress equations. The constitutive equations are formulated with respect to the neutral physical surface. The influence of...
-
Geometrically Nonlinear Analysis of Functionally Graded Shells Based on 2-D Cosserat Constitutive Model
PublicationIn this paper geometrically nonlinear analysis of functionally graded shells in 6-parameter shell theory is presented. It is assumed that the shell consists of two constituents: ceramic and metal. The mechanical properties are graded through the thickness and are described by power law distribution. Formulation based on 2-D Cosserat constitutive model is used to derive constitutive relation for functionally graded shells. Numerical...
-
Comparision of two numerical methods for buried steel culverts made of corrugated shell sheets.
PublicationW pracy omawia się dwie metody analizy statycznej obudowy tuneli i przepustów dużej średnicy. Pierwsza z nich, metoda sprężyn polega na modelowaniu ośrodka gruntowego radialnymi sprężynami reprezentującymi odkształcalność gruntu. Drugie podejście oparte jest na zastosowaniu metody elementów skończonych i programu SOFISTIC. W układzie obudowa - grunt obudowę modeluje się zwykłymi ramowymi elementami sprężystymi a otaczający...
-
Biomimetic torene shells
PublicationThe genome inside the eukaryotic cells is guarded by a unique shell structure, called the nuclear envelope (NE), made of lipid membranes. This structure has an ultra torus topology with thousands of torus-shaped holes that imparts the structure a high flexural stiffness. Inspired from this biological design, here we present a novel ‘‘torene’’ architecture to design lightweight shell structures with ultra-stiffness for engineering...
-
Numerical investigations of micropolar effects in granular materials undercyclic shearing. Numeryczne badania efektów mikropolarnych w materiałach granulowanych podczas cyklicznego ścinania.
PublicationOmówiono wpływ cyklicznego ścinania na lokalizację odkształceń stycznych w materiałach granulowanych. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego dla wąskiej warstwy piasku. Obliczenia wykonano dla dużej amplitudy ścinania i różnych początkowych zagęszczeń piasku.
-
Geometrically nonlinear analysis of shells
PublicationArtykuł porusza zagadnienia nieliniowej analizy powłok wykonanych z materiałów izotropowych. Obliczenia wykonano przy wykorzystaniu dwóch komercyjnych programów wykorzystujących Metodę Elementów Skończonych (Robot Millennium v. 19.0 i MSC.Marc v.2005r2 ). Główną uwagę skupiono na zjawisku zakleszczenia.
-
On unique kinematics for the branching shells
PublicationWe construct the unique two-dimensional (2D) kinematics which is work-conjugate to the exact, resultant local equilibrium conditions of the non-linear theory of branching shells. Several types of junctions are described. For each type the explicit form of the principle of virtual work is derived.
-
High temperature corrosion of stainless steels for Solid Oxide Fuel Cells
PublicationW pracy przedstawiono wyniki korozyjności wysokotemperaturowej stali litych i porowatych stosowanych w tlenkowych ogniwach paliwowych.
-
Geometrically nonlinear FEM analysis of 6-parameter resultant shell theory based on 2-D Cosserat constitutive model
PublicationWe develop the elastic constitutive law for the resultant statically and kinematically exact, nonlinear, 6-parameter shell theory. The Cosserat plane stress equations are integrated through-the- thickness under assumption of the Reissner-Mindlin kinematics. The resulting constitutive equations for stress resultant and couple resultants are expressed in terms of two micropolar constants: the micropolar modulus Gc and the micropolar...
-
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...
-
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...
-
On rotational instability within the nonlinear six-parameter shell theory
PublicationWithin the six-parameter nonlinear shell theory we analyzed the in-plane rotational instability which oc- curs under in-plane tensile loading. For plane deformations the considered shell model coincides up to notations with the geometrically nonlinear Cosserat continuum under plane stress conditions. So we con- sidered here both large translations and rotations. The constitutive relations contain some additional mi- cropolar parameters...
-
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.
-
On exact two-dimensional kinematics for the branching shells
PublicationWe construct the two-dimensional (2D) kinematics which is work-conjugate to the exact 2D local equilibrium conditions of the non-linear theory of branching shells. It is shown that the compatible shell displacements consist of the translation vector and rotation tensor fields defined on the regular parts of the shell base surface as well as independently on the singular surface curve modelling the shell branching. Several characteristic...
-
Influence of geometrical imperfections on stresses in cylindrical shells
PublicationResults of the numerical analysis of the shells of storage tanks of 50 000 m3 capacity with geometrical imperfections are presented in the paper. Results were verified by tensometric tests performed on the real tank. It was recognized that real geometrical imperfections cause increase of stresses in the tank construction by 30%.
-
Singular Surface Curves in the Resultant Thermodynamics of Shells
PublicationWithin six-parameter shells theory we discuss the governing equations of shells with material or non-material singular curves. By singular curve we mean a surface curve where are discontinuities in some surface fields. As an example we consider shells with junctions and shells undergoing stress-induced phase transitions.
-
Nonlinear resultant theory of shells accounting for thermodiffusion
PublicationThe complete nonlinear resultant 2D model of shell thermodiffusion is developed. All 2D balance laws and the entropy imbalance are formulated by direct through-the-thickness integration of respective 3D laws of continuum thermodiffusion. This leads to a more rich thermodynamic structure of our 2D model with several additional 2D fields not present in the 3D parent model. Constitutive equations of elastic thermodiffusive shells...
-
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.
-
On phase equilibrium of an elastic liquid shell with wedge disclination
PublicationBased on the six-parameter shell theory we consider the phase equilibrium of a two-phase liquid membrane containing a wedge disclination. The considered problems are related to modelling of phase transitions in biological or lipid membranes. In order to capture the membrane behaviour we consider a special case of elastic shells which energy is invariant under major transformations of a reference configuration and can be treated...
-
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...
-
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...
-
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 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.
-
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...
-
On constitutive relations in the resultatnt non-linear theory of shells
PublicationThe authors summarize their current research in the field of constitutive modelling in the framework of non-linear 6-parameter shell theory. In particular the description of isotropic, multilayered composite and functionally graded shells is presented.
-
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.
-
A higher order shell element for wave propagation in isotropic shell structures
PublicationThe presents the new multi mode higher order shell element for wave propagation problems in shell structures.
-
On FEM analysis of Cosserat-type stiffened shells. Static and stability linear analysis
PublicationThe present research investigates the theory and numerical analysis of shells stiffened with beams in the framework based on the geometrically exact theories of shells and beams. Shell’s and beam’s kinematics are described by the Cosserat surface and the Cosserat rod respectively, which are consistent including deformation and strain measures. A FEM approximation of the virtual work principle leads to the conforming shell and beam...
-
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...
-
Elastoplastic nonlinear FEM analysis of FGM shells of Cosserat type
PublicationThe paper is a continuation of [1] where the formulation of the elastic constitutive law for functionally graded materials (FGM) on the grounds of nonlinear 6-parameter shell theory with the 6th parameter (the drilling degree of freedom) was presented. Here the formulation is extended to the elasto-plastic range. The material law is based on Cosserat plasticity and employs the well-known Tamura-Tomota-Ozawa (TTO) [2] mixture...
-
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.
-
On refined constitutive equations in the six-field theory of elastic shells
PublicationWithin the resultant six-field shell theory, the second approximation to the complementary energy density of an isotropic elastic shell undergoing small strains is constructed. In this case, the resultant drilling couples are expressed explicitly by the stress resultants and stress couples as well as by amplitudes of the quadratic and cubic distributions of an intrinsic deviation vector. The refined 2D strain-stress and stress-strain...