Filtry
wszystkich: 866
wybranych: 799
Wyniki wyszukiwania dla: GALERKIN FINITE ELEMENT METHOD
-
Membrane shell finite element for textile fabric modelling numerical and experimental aspects
PublikacjaW pracy omówiono podstawowe problem numeryczne pojawiające się przy projektowaniu przekryć z tkanin technicznych. Przedstawiono eksperymenty potrzebne do identyfikacji właściwości mechanicznych takich tkanin.
-
Noise spectral density computation based on finite element model of piezoceramic sensor
PublikacjaThe high sensitivity with wide bandwidth is required for sensor applications in non-destructive testing (NDT). The sensitivity of piezoceramic sensors demands to minimize their noise especially thermal noise, polarisation noise and low frequency 1/f noise,which are the main sources of voltage or current fluctuation in this sort of sensors. For simplicity, only the piezoceramic part of sensor was under study. the theoretical and...
-
Step on It Bringing Fullwave Finite-Element Microwave Filter Design up to Speed
PublikacjaThere are many steps in the design of a microwave filter: mathematically describing the filter characteristics, representing the circuit as a network of lumped elements or as a coupling matrix, implementing the distributed elements, finding the initial dimensions of the physical structure, and carrying out numerical tuning using electromagnetic (EM) simulators. The whole process is painstaking and time-consuming, and it requires...
-
Comparison of modal and finite-element methods in the vibrational analysis of marine propulsion systems
PublikacjaW okrętowych układach napędowych występują dwa typy części składowych. Pierwszym z nich są odcinki wałów, które należą do elementów o ciągłym rozkładzie własności masowych, sprężystych i tłumiących oraz elementy o parametrach skupionych, do których można zaliczyć śrubę napędową, tarcze sprzęgieł i inne. W pracy porównano dwie metody modelowania takich układów. Pierwsza z nich związana jest z tworzeniem modeli przybliżonych w oparciu...
-
Determinants of the primary stability of cementless acetabular cup implants: A 3D finite element study
PublikacjaPrimary stability of cementless implants is crucial for the surgical success and long–term stability. However, primary stability is difficult to quantify in vivo and the biomechanical phenomena occurring during the press–fit insertion of an acetabular cup (AC) implant are still poorly understood. The aim of this study is to investigate the influence of the cortical and trabecular bone Young's moduli Ec and Et, the interference...
-
GPU-Accelerated Finite-Element Matrix Generation for Lossless, Lossy, and Tensor Media [EM Programmer's Notebook]
PublikacjaThis paper presents an optimization approach for limiting memory requirements and enhancing the performance of GPU-accelerated finite-element matrix generation applied in the implementation of the higher-order finite-element method (FEM). It emphasizes the details of the implementation of the matrix-generation algorithm for the simulation of electromagnetic wave propagation in lossless, lossy, and tensor media. Moreover, the impact...
-
Modeling by finite element methods of impact of erosion on frequency of normal modes of L-0 blade
PublikacjaAfter some time of exploitation steam turbine rotors blades in energetic industry they are being eroded and also their frequency of normal modes is changed. Those changes can cause to unwanted shift of blades normal mode frequencies. It is necessary to find quick method of rating changes of frequency in connection of mass loss due erosion. The evaluation of this dependence was made by finite element modeling method using HyperWorks...
-
A general isogeometric finite element formulation for rotation‐free shells with in‐plane bending of embedded fibers
PublikacjaThis 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 higher order transversely deformable shell-type spectral finite element for dynamic analysis of isotropic structures
PublikacjaThis paper deals with certain aspects related to the dynamic behaviour of isotropic shell-like structures analysed by the use of a higher order transversely deformable shell-type spectral finite element newly formulated and the approach known as the Time-domain Spectral Finite Element Method (TD-SFEM). Although recently this spectral approach is reported in the literature as a very powerful numerical tool used to solve various...
-
An isogeometric finite element formulation for boundary and shell viscoelasticity based on a multiplicative surface deformation split
PublikacjaThis work presents a numerical formulation to model isotropic viscoelastic material behavior for membranes and thin shells. The surface and the shell theory are formulated within a curvilinear coordinate system,which allows the representation of general surfaces and deformations. The kinematics follow from Kirchhoff–Love theory and the discretization makes use of isogeometric shape functions. A multiplicative split of the surface...
-
Updating Finite Element Model of a Wind Turbine Blade Section Using Experimental Modal Analysis Results
PublikacjaThis paper presents selected results and aspects of themultidisciplinary and interdisciplinary research oriented for the experimental and numerical study of the structural dynamics of a bend-twist coupled full scale section of awind turbine blade structure.Themain goal of the conducted research is to validate finite elementmodel of themodified wind turbine blade section mounted in the flexible support structure accordingly to the...
-
Application of the finite element methods in long-term simulation of the multi-physics systems with large transient response differences
PublikacjaApplication of the Finite Element Method (FEM) and the Multibody Dynamics Method allows analyzing of complex physical systems. Complexity of the system could be related both to the geometry and the physical description of phenomenon. The metod is the excellent tool for analyzing statics or dynamics of the mechanical systems, and permits tracking of Multi Body System (MBS) transient response for the long-term simulations and application...
-
Nonlinear finite element modeling of vibration control of plane rod-type structural members with integrated piezoelectric patches
PublikacjaThis paper addresses modeling and finite element analysis of the transient large-amplitude vibration response of thin rod-type structures (e.g., plane curved beams, arches, ring shells) and its control by integrated piezoelectric layers. A geometrically nonlinear finite beam element for the analysis of piezolaminated structures is developed that is based on the Bernoulli hypothesis and the assumptions of small strains and finite...
-
Harmonic Vibrations of Nanosized Magnetoelectric Bodies with Coupled Surface and Interphase Effects: Mathematical Models and Finite Element Approaches
PublikacjaThe harmonic problems for piezomagnetoelectric nanosized bodies with taking into account the coupled damping and surface effects are considered on the base of the generalized Gurtin-Murdoch model. In the development of previous investigations, the coupled mechanical, electric and magnetic surface effects with surface inertial terms are introduced into the model. For a homogeneous model, the composite material is considered as homogeneous...
-
A new anisotropic bending model for nonlinear shells: Comparison with existing models and isogeometric finite element implementation
PublikacjaA 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...
-
Finite-element analysis of a base-isolated multi-storey steel building under seismic motions
PublikacjaNumerical simulation of the seismic behaviour of a multi-storey steel building, both fixed-base and base-isolated, under the 1940 El Centro earthquake was performed in this paper. The analyzed 4-storey building was decoupled from the shaking ground with the Polymeric Bearings, which can be considered a proposal of a new seismic isolation system. It consists of rectangular-shaped blocks made of a specially prepared flexible polymeric...
-
2-D constitutive equations for orthotropic Cosserat type laminated shells in finite element analysis
PublikacjaWe 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...
-
Finite element study of patterns of shear zones in granular bodies during plane strain compression
PublikacjaW artykule przedstawiono obliczenia efektów skali na nośność fundamentu na piasku. Obliczenia wykonano przy pomocy mikropolarnego prawa hipoplastycznego. W obliczeniach wykorzystano stochastyczne rozkłady początkowego wskaźnika porowatości według rozkładu Gaussa.
-
Parametrized Local Reduced-Order Models With Compressed Projection Basis for Fast Parameter-Dependent Finite-Element Analysis
PublikacjaThis paper proposes an automated parametric local model-order reduction scheme for the expedited design of microwave devices using the full-wave finite-element method (FEM). The approach proposed here results in parameterized reduced-order models (ROMs) that account for the geometry and material variation in the selected subregion of the structure. In each subregion, a parameter-dependent projection basis is generated by concatenating...
-
Finite element analysis on failure of reinforced concrete corner in sewage tank under opening bending moment
PublikacjaW artykule omówiono mechanizm uszkodzenia żelbetowego zbiornika ściekowego w narożniku ściany, który uległ uszkodzeniu podczas próby wypełnienia na skutek nadmiernych przemieszczeń poziomych ścian pod wpływem otwierającego momentu zginającego. Aby wyjaśnić przyczyny awarii, przeprowadzono kompleksowe obliczenia metodą elementów skończonych (MES) żelbetowego zbiornika w warunkach odkształcenia płaskiego. Beton zamodelowano za pomocą...
-
Simulation of hybridized nanofluids flowing and heat transfer enhancement via 3-D vertical heated plate using finite element technique
PublikacjaThe present study probed the creation of heat energy and concentrating into Newtonian liquids across vertical 3D-heated plates. The role of the Soret and Dufour theories in concentrating and energy formulas is discussed. The role of hybrid nanoparticles is introduced to illustrate particle efciency in terms of solute and thermal energy. It is removed a viscous dissipation process and a changing magnetic feld. The proposed approach...
-
AN OVERVIEW OF HEAT TRANSFER ENHANCEMENT BASED UPON NANOPARTICLES INFLUENCED BY INDUCED MAGNETIC FIELD WITH SLIP CONDITION VIA FINITE ELEMENT STRATEGY
PublikacjaThe mathematical model of heat generation and dissipation during thermal energy transmission employing nanoparticles in a Newtonian medium is investigated. Dimensionless boundary layer equations with correlations for titanium dioxide, copper oxide, and aluminium oxide are solved by the finite element method. Parameters are varied to analyze their impact on the flow fields. Various numerical experiments are performed consecutively...
-
Historic bridge modelling using laser scanning, ground penetrating radar and finite element methods in the context of structural dynamics
PublikacjaPraca dotyczy modelowania MES zabytkowej konstrukcji mostowej przy użyciu danych geometrycznych pochodzących ze skanowania laserowego oraz georadaru. Z uwagi na brak badań materiału budujcego most, przeprowadza się analize wrażliwości konstrukcji na zmiany modułu sprężystości granitu.
-
Finite element investigations of granular material behaviour during cyclic wall shearing under a constant normal stiffness condition
PublikacjaW artykule przedstawiono wyniki numnerycznej analizy zachowania sie materiałów granulowanych podczas cyklicznego ścinanai wzdłuz szorstkiej ściany z warunkiem stałej sztywności normalnej. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego nodelu hipopalstycznego. Obliczenia wykonano dla róznych sztywności, początkowych wskaźników porowatości i sredniej średnicy ziarna. Wyniki numeryczne porównano...
-
Portico Farmhouses of the Vistula Delta: Architecture, Current State and Finite Element Modelling of Timber Roof Truss under Material and Cross-section Uncertainty
PublikacjaThe article focuses on the oldest surviving I-type portico houses located in the Vistula Delta, which were built in the 17th and 18th centuries. The study describes the houses’ origins, structure, details of roof structures and technical condition, and it also includes numerical modelling of a roof truss and its mechanical analysis. Numerical models of the roof trusses are defined and analysed by means of the finite element method....
-
The spectral finite element model for analysis of flexural-shear coupled wave propagation. Part 2: Delaminated multilayer composite beam
Publikacja -
Rigid Finite Element Modeling for Identification of Vibrations in Elastic in Elastic Rod Driven by a DC-motor Suplied from a Thyristor Rectifier
PublikacjaRozdział dotyczy analizy numerycznej układu elektromechanicznego. Układ składa się z silnika zasilanego z jednopołówkowego prostownika tysystorowego i napędzanego tym silnikiem wirującego pręta. Celem obliczeń jest określenie postaci i wielkości drgań pręta, jeśli uwzględniamy jego elastyczność. Dyskretna struktura modelu to łańcuch wielomasowy ciał - sztywnych ciał połączonych bezmasowymi węzłami. Autorzy obliczyli zachowanie...
-
The effective elastic properties of human trabecular bone may be approximated using micro-finite element analyses of embedded volume elements.
PublikacjaBoundary conditions (BCs) and sample size affect the measured elastic properties of cancellous bone. Samples too small to be representative appear stiffer under kinematic uniform BCs (KUBCs) than under periodicity-compatible mixed uniform BCs (PMUBCs). To avoid those effects, we propose to determine the effective properties of trabecular bone using an embedded configuration. Cubic samples of various sizes (2.63, 5.29, 7.96, 10.58...
-
The spectral finite element model for analysis of flexural-shear coupled wave propagation. Part 2, Delaminated multilayer composite beam
PublikacjaW pracy przedstawiono, wykorzystując metodę elementów spektralnych, analizę wpływu delaminacji na propagację fali giętno-ścinającej w belce kompozytowej.
-
The spectral finite element model for analysis of flexural-shear coupled wave propagation. Part 1, Laminated multilayer composite beam
PublikacjaW pracy przedstawiono model spectralnego elementu skończonego umożliwiającego symulację propagacji fali giętno-ścinającej w materiałąch kompozytowych.
-
Nonlinear harmonic amplitudes in air coils above and below a metal plate as a function of tensile strength via finite element simulation.
PublikacjaOpisano wyniki obliczeń numerycznych (symulacja metodą MES) wpływu naprężeń na amplitudy nieliniowych harmonicznych napięcia indukowanego w cewkach powietrznych umieszczonych nad i pod płytą.
-
Maximum transportation growth in energy and solute particles in Prandtl martial across a vertical 3D-heated surface: Simulations achieved using by finite element approach
PublikacjaThe goal of this study is to determine the maximum energy and solute particles' transportation growth in a 3D-heated region of Prandtl martial through a dynamic magnetic field. The effects of this field on the properties of solvent molecules and heat conduction are studied. A correctly stated functional method and a finite element approach are comparable to a certain type of differential equations. In order demonstrate the effects...
-
Comparative analysis of mechanical conditions in bone union following first metatarsophalangeal joint arthrodesis with varied locking plate positions: A finite element analysis
PublikacjaFirst metatarsophalangeal joint arthrodesis is a typical medical treatment performed in cases of arthritis or joint deformity. The gold standard for this procedure is arthrodesis stabilisation with the dorsally positioned plate. However, according to the authors’ previous studies, medially positioned plate provides greater bending stiffness. It is worth to compare the mechanical conditions for bone formation in the fracture callus...
-
Thermal analysis of Magnetohydrodynamics (MHD) Casson fluid with suspended Iron (II, III) oxide-aluminum oxide-titanium dioxide ternary-hybrid nanostructures
PublikacjaThis study is carried out to enhance and analyze the thermal performance of non-Newtonian Casson fluid by immersing Ternary hybrid nanoparticles Fe3O4-Al2O3-TiO2 uniformly. To model the behaviour of such complex phenomena mathematically, a system of complex transport differential equations is developed by utilizing a non-Fourier heat transfer model for energy transport. The non-dimensional system of transport equations involving...
-
Techniki zwiększania efektywności metody elementów skończonych poprzez redukcję dziedziny obliczeniowej z wykorzystaniem własności geometrii struktur
PublikacjaWspółczesna elektronika ze względu na swój szybki rozwój wymaga od nas efektywnego modelowania zjawisk polowych. Celem rozprawy jest zwiększanie efektywności metody elementów skończonych poprzez redukcję dziedziny obliczeniowej z wykorzystaniem własności geometrii struktur oraz jej hybrydyzację z użyciem technik analitycznych. Rozprawa zawiera przegląd stanu wiedzy na temat dostępnych obecnie technik modelowania jak również opis...
-
O projektowaniu ściany szczelinowej
PublikacjaW pracy przedstawiono proces weryfikacji i porównania obliczeń otrzymanych z programu bazującego na metodzie elementów skończonych z wynikami analitycznymi dla analizowanej ściany szczelinowej z przyporą ziemną. Dodatkowo autorzy dokonali krótkiego przeglądu literatury z zakresu ścian szczelinowych.
-
Double-diffusive natural convection energy transfer in magnetically influenced Casson fluid flow in trapezoidal enclosure with fillets
PublikacjaThe prime motive of this disquisition is to deal with mathematical analysis of natural convection energy transport driven by combined buoyancy effects of thermal and solutal diffusion in a trapezoidal enclosure. Casson fluid rheological constitutive model depicting attributes of viscoelastic liquids is envisioned. The influence of the inclined magnetic field governed by Lorentz field law is also considered. To raise the essence...
-
Projektowanie układów ramowych z zastosowaniem analizy wrażliwości
PublikacjaW pracy przedstawiono przykład projektowania układów ramowych z zastosowaniem analizy wrażliwości. Rozważane układy ramowe rozwiązano autorskim programem napisanym w środowisku MATLAB, metodą elementów skończonych. Badano wpływ zmiany modułu Younga oraz wpływ zmiany wielkości przekroju poprzecznego na wybrane przemieszczenia ramy. Przedstawiono wyniki dla analizy wrażliwości jedno i wieloparametrycznej.
-
Praktyczne zastosowania analizy wrażliwości na przykładzie projektowania tarczy
PublikacjaW pracy przedstawiono przykłady zastosowania analizy wrażliwości przy projektowaniu tar-czy. Badano wpływ zmian grubości obszarów tarczy – zmiennej projektowej – na przemiesz-czenie wybranego punktu tarczy – zmiennej stanu. Zaproponowano metodę projektowania polegającą na zwiększeniu grubości obszarów tarczy, których wpływ na wariację zmiennej stanu (wrażliwość) jest największa. Do obliczeń numerycznych korzystano z metody elemen-tów...
-
ESTYMACJA WSPÓŁCZYNNIKÓW SZTYWNOŚCI ZAMOCOWANIA PODATNEGO PRZEDMIOTU OBRABIANEGO NA STOLE FREZARKI
PublikacjaW pracy przedstawiono metodę estymacji współczynników sztywności Elementów Sprężystych (ES) modelujących zamocowanie podatnego wielkogabarytowego przedmiotu obrabianego na stole frezarki. Proponowana metoda bazuje na algorytmie optymizacji za pomocą roju cząstek (ang. Particle Swarm Optimization), który pozwala na uzyskanie dobrej zgodności (aktualizacji) modelu Metody Elementów Skończonych (MES) z modelem pochodzącym z identyfikacji...
-
Rozkład naprężeń mechanicznych w łyżce o szerokości 500 mm, przeznaczonej do koparki podsiębiernej
PublikacjaW artykule zaprezentowano optymalizację kształtu łyżki koparki przedsiębiernej z wykorzystaniem analizy wytrzymałościowej. Analizę oparto na trójwymiarowym modelu konstrukcji łyżki z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES). Opracowanie wspomnianej metody pozwoliło na modyfikację konstrukcji łyżki, która dała w efekcie obniżenie naprężeń złożonych w newralgicznych obszarach konstrukcji łyżki. Przedstawiona analiza okazała...
-
Koncepcja i analiza sensora/aktuatora piezoelektrycznego do pomiaru procesu starzenia się ludzkiej skóry
PublikacjaNiniejszy artykuł przedstawia nową koncepcję piezoelektrycznego sensora/aktuatora przeznaczonego do pomiaru właściwości mechanicznych tkanek miękkich a w szczególności skóry ludzkiej. Wyjaśnione jest analityczne podejście z wykorzystaniem schematu zastępczego Mason’a określającego aktuator w stanie rezonansu oraz opis metody impedancji elektromechanicznej wykorzystanej w systemie pomiarowym. Analiza z użyciem metody elementów...
-
Implementation of Non-Probabilistic Methods for Stability Analysis of Nonlocal Beam with Structural Uncertainties
PublikacjaIn this study, a non-probabilistic approach based Navier’s Method (NM) and Galerkin Weighted Residual Method (GWRM) in term of double parametric form has been proposed to investigate the buckling behavior of Euler-Bernoulli nonlocal beam under the framework of the Eringen's nonlocal elasticity theory, considering the structural parameters as imprecise or uncertain. The uncertainties in Young’s modulus and diameter of the beam are...
-
Galerkin formulations of isogeometric shell analysis: Alleviating locking with Greville quadratures and higher-order elements
PublikacjaWe propose new quadrature schemes that asymptotically require only four in-plane points for Reissner–Mindlin shell elements and nine in-plane points for Kirchhoff–Love shell elements in B-spline and NURBS-based isogeometric shell analysis, independent of the polynomial degree p of the elements. The quadrature points are Greville abscissae associated with pth-order B-spline basis functions whose continuities depend on the specific...
-
Efficient and robust quadratures for isogeometric analysis: Reduced Gauss and Gauss–Greville rules
PublikacjaThis work proposes two efficient quadrature rules, reduced Gauss quadrature and Gauss–Greville quadrature, for isogeometric analysis. The rules are constructed to exactly integrate one-dimensional B-spline basis functions of degree p, and continuity class C^{p−k}, where k is the highest order of derivatives appearing in the Galerkin formulation of the problem under consideration. This is the same idea we utilized in Zou et al....
-
On forced vibrations of piezo-flexomagnetic nano-actuator beams
PublikacjaThe effect of excitation frequency on the piezomagnetic Euler-Bernoulli nanobeam taking the flexomagnetic material phenomenon into consideration is investigated in this chapter. The magnetization with strain gradients creates flexomagneticity. We couple simultaneously the piezomagnetic and flexomagnetic properties in an inverse magnetization. Resemble the flexoelectricity, the flexomagneticity is also size-dependent. So, it has...
-
Wpływ wysokiej osteotomii piszczelowej na mechanikę stawu kolanowego
PublikacjaW rozprawie podjęto próbę weryfikacji wpływu zabiegu chirurgicznego wysokiej osteotomii piszczelowej na mechanikę stawu kolanowego. Po wykonanym przeglądzie literatury, postawiono trzy hipotezy, które poddano weryfikacji na drodze badań numerycznych. Otrzymane wyniki zwalidowano poprzez badania nacisków powierzchniowych występujących w stawach kolanowych świni domowej, prowadzonych na maszynie do jednoosiowego ściskania. Praca...
-
The effect of shear deformations' rotary inertia on the vibrating response of multi-physic composite beam-like actuators
PublikacjaIn consecutive studies on flexomagneticity (FM), this work investigates the flexomagnetic reaction of a vibrating squared multi-physic beam in finite dimensions. It is assumed that the bending and shear deformations cause rotary inertia. In the standard type of the Timoshenko beam the rotary inertia originated from shear deformations has been typically omitted. It means the rotary inertia resulting from shear deformation is a new...
-
Analiza drgań kładki kompozytowej wywołanych działaniem wiatru
PublikacjaW pracy omówiono sposób przeprowadzenia uproszczonej, numerycznej analizy drgań kładki kompozytowej wywołanych działaniem wiatru. Rozważaniom poddano swobodnie podpartą konstrukcję o rozpiętości 16 m i przekroju w kształcie litery U. W pierwszej kolejności przeprowadzono dwuwymiarową analizę opływu niepodatnego kształtu przekroju kładki w poziomym strumieniu wiatru o prędkości 10 m/s. Obliczenia numeryczne przeprowadzono programem...
-
Nonlinear free and forced vibrations of a dielectric elastomer-based microcantilever for atomic force microscopy
PublikacjaThe majority of atomic force microcode (AFM) probes work based on piezoelectric actuation. However, some undesirable phenomena such as creep and hysteresis may appear in the piezoelectric actuators that limit their applications. This paper proposes a novel AFM probe based on dielectric elastomer actuators (DEAs). The DE is modeled via the use of a hyperelastic Cosserat model. Size effects and geometric nonlinearity are included...