Naslov Three-node flat shell finite elements based on the cubic linked interpolation and the assumed strain method Naslov (hrvatski) Tročvorni konačni elementi ravnih ljuski temeljeni na kubnoj vezanoj interpolaciji i metodi usvojenih deformacija Autor Marin Grbac Mentor Dragan Ribarić (mentor)Član povjerenstva Gordan Jelenić (predsjednik povjerenstva)Član povjerenstva Leo Škec (član povjerenstva)Član povjerenstva Boštjan Brank (član povjerenstva) Ustanova koja je dodijelila Sveučilište u Rijeci Datum i država obrane 2022-10-20, Hrvatska Znanstveno / umjetničko TEHNIČKE ZNANOSTI Znanstveno / umjetničko TEHNIČKE ZNANOSTI Univerzalna decimalna klasifikacijaUDC ) 624/625 - Građevinarstvo. Građevinsko inženjerstvo i tehnika. Građevinska tehnika kopnenog prometa (ceste, željeznice) Sažetak In this doctoral thesis, new three-node at shell finite elements for general 3D linear-elastic
analysis of shells with small deformations are developed. These at shell nite elements are
formed by joining two independent parts: out-of-plane Mindlin plate bending part and in-plane
membrane part. The displacement-based approach with linked interpolation and the assumed
strain method are employed for the development of new finite elements. Various effective finite
elements have been developed in the process.
Mindlin plate bending finite elements presented here are based on the two-node Timoshenko
beam finite element with problem-dependent cubic linked interpolation. This beam element is
free of shear locking and is capable of returning the exact results for certain load cases, and has
been successfully utilised for Mindlin plate elements in the literature. Without any additional
treatment, plate elements developed in such way may still suffer from shear locking in thin limit
cases. This locking is avoided here by following the assumed strain method.
Membrane finite elements presented here are utilising rotational (drilling) degrees of freedom
which are linked to the displacement fields. Physically correct implementation of the rotational
degrees of freedom is achieved by satisfying the classical theory of elasticity definition of rotation.
This approach is particularly convenient when used for the in-plane membrane part in the shell
nite element formulation.
All finite elements have been subjected to the so-called patch tests and tested on a variety
of standard numerical examples, as well as compared with the finite elements used in the Finite
Element Analysis Program (FEAP), in addition to other known nite elements from the
literature.
Sažetak (hrvatski) U ovoj doktorskoj disertaciji razvijeni su novi tročvorni konačni elementi ravnih ljuski za opću
3D linearno-elastičnu analizu ljuski s malim deformacijama. Ovi konačni elementi ravnih ljuski
formiraju se spajanjem dvaju neovisnih dijela: dijela od savijanja ploča Mindlinovog tipa (izvan
ravnine) i membranskog dijela (unutar ravnine). Za razvoj novih konačnih elemenata korišten
je pristup koji se temelji na pomacima uz primjenu vezane interpolacije te metoda usvojenih
deformacija. U tom procesu razvijeni su razni učinkoviti konačni elementi.
Ovdje predstavljeni konačni elementi Mindlinovih ploča temelje se na dvočvornom Timošenkovom grednom konačnom elementu s kubnom vezanom interpolacijom koja je ovisna o problemu.
Ovaj gredni element je slobodan od shear locking-a i sposoban je dati točne rezultate za
određene slučajeve opterećenja, a uspješno je korišten za elemente Mindlinovih ploča u literaturi.
Bez ikakvog dodatnog tretmana, tako razvijeni elementi ploča mogu i dalje patiti od shear
locking-a u graničnim slučajevima tankih ploča. Ovdje se taj locking izbjegava slijedeći metodu
usvojenih deformacija.
Ovdje predstavljeni membranski konačni elementi koriste rotacijske stupnjeve slobode koji
su povezani s poljima pomaka. Fizički ispravna implementacija rotacijskih stupnjeva slobode
postiže se zadovoljavanjem definicije rotacije prema klasičnoj teoriji elastičnosti. Ovaj pristup
je osobito prikladan kada se koristi za membranski dio (unutar ravnine) u formulaciji konačnog
elementa ljuske.
Svi konačni elementi podvrgnuti su takozvanim patch testovima i testirani su na raznim
standardnim numeričkim primjerima, kao i uspoređeni s konačnim elementima koji se koriste u
Finite Element Analysis Program (FEAP)-u, uz ostale poznate konačne elemente iz literature.
Ključne riječi
finite element method
flat shell finite elements
Mindlin plate elements
membrane elements with rotational degrees of freedom
linked interpolation
assumed strain method
Ključne riječi (hrvatski)
metoda konačnih elemenata
konačni elementi ravnih ljuski
Mindlinovi elementi ploča
membranski elementi s rotacijskim stupnjevima slobode
vezana interpolacija
metoda usvojenih deformacija
Jezik engleski URN:NBN urn:nbn:hr:157:354050 Datum promocije 2022 Projekt Šifra: IP-2016-06-4775 Studijski program Naziv: Građevinarstvo; smjerovi: Hidrotehnika i geotehnika, Mehanika Vrsta resursa Tekst Opseg 106 str., 31 cm Način izrade datoteke Izvorno digitalna Prava pristupa Otvoreni pristup Uvjeti korištenja Repozitorij Repozitorij Građevinskog fakulteta Rijeka Datum i vrijeme pohrane 2022-10-24 09:54:19
