Academic Journal
Comparative Analysis of Nonlinear Deformation and Buckling of Thin Elastic Shells of Step-Variable Thickness
| Τίτλος: | Comparative Analysis of Nonlinear Deformation and Buckling of Thin Elastic Shells of Step-Variable Thickness |
|---|---|
| Πηγή: | Strength of Materials and Theory of Structures; No. 108 (2022); 107-118 Опір матеріалів і теорія споруд; № 108 (2022); 107-118 |
| Στοιχεία εκδότη: | Kyiv National University of Construction and Architecture, 2022. |
| Έτος έκδοσης: | 2022 |
| Θεματικοί όροι: | універсальний просторовий скінченний елемент, flexible shell, step-variable thickness, тонка неоднорідна оболонка, thermo-mechanical load, finite element moment scheme, universal spatial finite element, термосилове навантаження, моментна схема скінченних елементів, геометрично нелінійне деформування, стійкість, geometrically nonlinear deformation, втрата стійкості, thin inhomogeneous shell, buckling, ступінчасто-змінна товщина, post-buckling behavior, закритична поведінка, гнучка оболонка |
| Περιγραφή: | A comparative analysis of finite element models and methods for solving complex problems of geometrically nonlinear deformation, buckling and post-buckling behavior of thin shells of stepwise variable thickness is carried out. An approach based on the use of the moment scheme of finite elements is considered. The features of using the software suite LIRA and integrated software system SCAD for solving the assigned problems are also provided. Thin and medium thickness shells are considered. They can have different geometric features in thickness and be under the action of static thermomechanical loads. A technique for solving these problems with the help of an efficient refined approach is presented. The technique is based on the general methodological positions of the three-dimensional theory of thermoelasticity and the use of the finite element moment scheme. With this approach, the approximation through the shell thickness is carried out by a single universal spatial finite element. The element can be modified in different portions of the shell with a step-variable thickness. It can be located eccentrically relative to the middle surface of the casing and can change its dimensions in the direction of the shell thickness. Such a unified approach made it possible to create a unified designed finite element model of a shell of an inhomogeneous geometric structure under the combined action of a thermomechanical load. A comparative analysis of the application of three finite element approaches for problems of geometrically nonlinear deformation and buckling of shells of stepwise variable thickness is carried out. Проведено порівняльний аналіз скінчено-елементних моделей і методів розв’язання складних задач геометрично нелінійної деформації та втрати стійкості тонких оболонок ступінчасто-змінної товщини. Розглянуто підхід, що спирається на використанні моментної схеми скінченних елементів. Також наведено особливості використання програм ЛІРА та SCAD для вирішення поставлених задач. Розглядаються тонкі та середньої товщини оболонки. Вони можуть мати різні геометричні особливості за товщиною і перебувати під дією статичних термосилових навантажень. Наведено методику розв’язування цих проблем за допомогою ефективного уточненого підходу. Методика базується на загальних методологічних положеннях тривимірної теорії термопружності та використанні моментної схеми скінченних елементів. При такому підході апроксимація по товщині оболонки здійснюється одним універсальним просторовим скінченним елементом. Елемент може модифікуватися на різних ділянках оболонки зі ступінчасто-змінною товщиною. Він може розташовуватися ексцентрично відносно середньої поверхні обшивки і змінювати свої розміри в напрямку товщини оболонки. Такий уніфікований підхід дозволив створити єдину скінчено-елементну модель оболонки неоднорідної геометричної структури при спільній дії термосилового навантаження. Проведено порівняльний аналіз застосування трьох скінченних елементів для задач геометрично нелінійного деформування та втрати стійкості оболонок ступінчасто-змінної товщини. |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | English |
| ISSN: | 2410-2547 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://omtc.knuba.edu.ua/article/view/258944 |
| Rights: | CC BY |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.scientific.p..a2c145697e75a314f098dd61ed1af8d3 |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| ISSN: | 24102547 |
|---|