Izvod konačnog elementa za analizu elastoplastičnog ponašanja ljuskastih konstrukcija

Tonković, Zdenko (1998) Izvod konačnog elementa za analizu elastoplastičnog ponašanja ljuskastih konstrukcija. = Doctoral thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Heidl, Ivan.

Full text not available from this repository.

Abstract (Croatian)

Izveden je efikasan numerički algoritam za Reissner-Mindlinov i trodimenzionalni kinematički model za analizu elastoplastičnog ponašanja ljuskastih konstrukcija uslijed monotonog i cikličkog opterećenja. Uz pretpostavku malih elastoplastičnih deformacija, za opisivanje neizotermnog ponašanja konstrukcijskog čelika eksperimentalno određenog u literaturi, primijenjen je Lehmannov termodinamički model. Konstitutivni model zasnovan je na asocijativnom zakonu tečenja, von Misesovom kriteriju tečenja i nelinerarnom izotropnom i kinematičkom očvršćenju. Za opisivanje oblika petlji histereza i cikličkog očvršćenja, model cikličke plastičnosti pretpostavlja kvadratni oblik kriterija tečenja te višekomponentnu funkciju za nelinerarno izotropno i kinematičko očvršćenje. Tenzorskom formulacijom svih devet komponenata devijatora naprezanja eksplicitno su uključene u formulaciju što predstavlja prednost u odnosu na klasični matrični zapis. Za integriranje konstitutivne jednadžbe te dobivanje naprezanja i unutarnjih varijabli izveden je algoritam povratnog projiciranja u najbližu točku. Linearizacijom numeričkog modela dobiven je konzistentni tangentni operator koji osigurava kvadratičnu konvergenciju globalnog iterativnog postupka. Konzistentni tangentni operator je nesimetričan što je posljedica nelinearnog zakona kinematičkog očvršćenja. Izvođenjem simetriziranog oblika tangentnog operatora ne narušavaju se dobre konvergencijske karakteristike numeričkog modela. Izvedeni materijalni modeli ugrađeni su u formulaciju četverokutnog izoparametijskog višeslojnog ljuskastog konačnog elementa, koji je izveden uz pretpostavku konačnih rotacija tako da omogućava geometrijski nelinearnu analizu. Efikasnost i točnost prikazanih algoritama demonstrirana je na nizu numeričkih primjera.

Abstract

An efficient computational algorithm employing a Reissner-Mindlin type and three-dimensional kinematic model has been developed for monotonic and cyclic elastoplastic analysis of shell structures. Under the assumption of small strains and nonisothermic material behaviour of mild steel determined by experimental studies, the elastoplastic model proposed by Lehmann has been applied. The constitutive model includes an associative flow rule, the von Mises yield criterion and nonlinear isotropic and kinematic hardening. The cyclic plasticity model assumes the quadratic yield criterion and the multi-component forms of the nonlinear isotropic and kinematic hardening to describe the shape of hysteresis loops and the cyclic hardening responses. The tensor approach allows all of the nine stress deviator components to be explicitly included in the formulation which makes the advantage over the classical matrix notation. A closest point projection scheme is employed to integrate the elastoplastic constitutive model and to obtain the actual state of the stress and plastic internal variables. The linearization of this computational sheme leads to the consistent tangent operator preserving the quadratic convergence rate of the global iteration procedure. The consistent tangent operator is unsymmetric due to the nonlinear evolution of the kinematic hardening response. Its symmetrized form is derived, which does not cause loss of the convergence rate in the global solution approach. The material models are implemented into four-noded isoparametric layered finite shell element, which permits the simulation of geometric nonlinear responses considering finite rotations. Efficiency and accuracy of the simulation strategy presented are demonstrated by means of several numerical examples.

Item Type: Thesis (Doctoral thesis)
Uncontrolled Keywords: metoda konačnih elemenata; male elastoplastične deformacije; return-mapping algoritam; neizotermni process; ciklička plastičnost; nelinearno kinematičko očvršćenje; konzistentni tangentni operator; ljuskaste konstruk
Divisions: 200 Department of Engineering Mechanics
200 Department of Engineering Mechanics > 210 Chair of Mechanics and Strength of Materials
Date Deposited: 22 Sep 2014 18:00
Last Modified: 16 Oct 2015 13:20
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/85

Actions (login required)

View Item View Item

Nema podataka za dohvacanje citata