Bu makalede, kesit analizinden elde edilen yerdeğiştirme modları aracılığıyla ince cidarlı kirişlerin 3 boyutlu doğrusal statik analizini gerçekleştiren etkin bir sonlu elemanlar (SE) formülasyonu sunulmaktadır. Bu formülasyon, homojen izotropik ve/veya ince tabakalı kompozit malzemelerden yapılmış, gelişigüzel şekilli kesitlerin analizi için uygundur. Önerilen formülasyonda, kiriş elemanında yüksek dereceli etkiler oluşturan, düzensiz burulma ve kesme/eğilme kaynaklı tüm çarpılma ve şekil bozulma etkilerini dikkate alınmaktadır. Benzer yaklaşımlardan farklı olarak, bu yöntemde rijit modların belirlenmesi ya da bütün mod matrisinin kullanılmasına gerek bulunmamaktadır. İkinci dereceden özdeğer problemi çözümünden elde edilen kesit yer değiştirme modlarının genellikle karmaşık sayı olması rağmen, bu formülasyonda karmaşık sayılarla hesaplama yapılmasına da gerek yoktur. Birkaç durum için karşılaştırmalı olarak sunulan sayısal sonuçlar, sunulan kiriş elemanı formülasyonunun katı ve kabuk formülasyonlarına kıyasla doğruluğunu ve hesaplama verimliliğini göstermektedir.
İnce cidarlı kirişler katmanlı kompozit kirişler çarpılma etkileri kesitsel bozulma en kesit yerdeğiştirme modları.
This paper presents an efficient finite element (FE) formulation for the 3D linear static analysis of thin-walled beams through displacement modes obtained from cross-sectional analysis. The formulation is suitable for the analysis of cross-sections made of homogeneous isotropic and/or laminated composite materials with arbitrary shapes. The FE formulation concerns all the warping and the distortional effects arise from the non-uniform torsion and the shear/bending, which leads to a higher order beam element. Unlike similar approaches, the method does not require the determination of rigid modes and the utilization of a full modal matrix. Although the cross-section displacement modes obtained from the solution of a quadratic eigenvalue problem are generally complex, the formulation itself does not have to deal with calculations involving complex numbers. The numerical results presented comparatively for several cases, demonstrate the accuracy and the computational efficiency of the presented beam element formulation compared to solid and shell formulations.
cross section displacement modes. cross-section distortion laminated composite beams Thin-walled beams warping effects
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | İnşaat Mühendisliğinde Sayısal Modelleme |
Bölüm | Research Article |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 22 Nisan 2025 |
Gönderilme Tarihi | 2 Eylül 2024 |
Kabul Tarihi | 16 Şubat 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 15 Sayı: 1 |