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Ajouter le résultat dans votre panierEnergy-Based Modeling Approach for Debonding of FRP Plate from Concrete Substrate / Leung, Christopher K. Y. in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N° 6 (Juin 2006)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 583-593 p.
Titre : Energy-Based Modeling Approach for Debonding of FRP Plate from Concrete Substrate Titre original : Energie Basée Modelant l'Approche pour Debonding de Plat de FRP de Substrat Concret Type de document : texte imprimé Auteurs : Leung, Christopher K. Y., Auteur ; Yang, Yong, Auteur Article en page(s) : 583-593 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fiber reinforced plastics Bonding Interfaces Failure modes Cracking Shear strength Plastiques renforcés de fibres Liaison Modes de défaillance Fendre Résistance au cisaillement Index. décimale : 551.4 Résumé : For concrete beams and slabs strengthened with bonded fiber reinforced plastic (FRP) plates, plate debonding from the concrete substrate is a common failure mode. In this paper, the debonding process is modeled as the propagation of a crack along the concrete/adhesive interface, with frictional shear stress acting behind the crack tip. Crack propagation is taken to occur when the net energy release of the system equals the interfacial fracture energy. The analysis is first performed for the special case with constant shear stress along the debonded interface, and then for the general case with slip softening in the debonded zone. From the results, a direct correspondence between energy-based and strength-based analyses can be established for arbitrary softening behavior along the interface. Specifically, through the proper definition of an effective interfacial shear strength, the conventional strength-based approach can be employed to give the same results as the much more complicated energy-based analysis. Also, based on the relation between the effective shear strength and other material parameters, it is possible to explain the very high interfacial shear stresses observed in experimental measurements. As an application example, distribution of plate stress and interfacial shear stress for the linear softening case is derived. The model results are found to be in good agreement with experimental measurements, showing that the simple linear softening model can describe the debonding process in real material systems.
Pour les faisceaux et les galettes concrets a renforcé avec (FRP) les plats en plastique renforcés de fibres collé, plat debonding du substrat concret est un mode de défaillance commun. En cet article, le processus debonding est modelé comme propagation d'une fente le long de l'interface de concrete/adhesive, avec l'effort de cisaillement de friction agissant derrière le bout de fente. La propagation de fissure est prise pour se produire quand le dégagement d'énergie nette du système égale l'énergie dièdre de rupture. L'analyse est d'abord exécutée pour le cas spécial avec l'effort de cisaillement constant le long du debonded l'interface, et alors pour le cas général avec la glissade se ramollir dans debonded la zone. Des résultats, une correspondance directe entre les analyses énergie-basées et force-basées peut être établie pour le comportement se ramollissant arbitraire le long de l'interface. Spécifiquement, par la définition appropriée d'une résistance au cisaillement dièdre efficace, l'approche force-basée conventionnelle peut être utilisée pour donner les mêmes résultats que l'analyse énergie-basée beaucoup plus compliquée. En outre, basé sur la relation entre la résistance au cisaillement efficace et d'autres paramètres matériels, il est possible d'expliquer les efforts de cisaillement dièdres très élevés observés dans des mesures expérimentales. Comme exemple d'application, la distribution de l'effort de plat et de l'effort de cisaillement dièdre pour le cas se ramollissant linéaire est dérivée. Les résultats modèles s'avèrent en bon accord avec des mesures expérimentales, prouvant que le modèle se ramollissant linéaire simple peut décrire le processus debonding dans de vrais systèmes matériels.
En ligne : ckleung@ust.hk [article] Energy-Based Modeling Approach for Debonding of FRP Plate from Concrete Substrate = Energie Basée Modelant l'Approche pour Debonding de Plat de FRP de Substrat Concret [texte imprimé] / Leung, Christopher K. Y., Auteur ; Yang, Yong, Auteur . - 583-593 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 583-593 p.
Mots-clés : Fiber reinforced plastics Bonding Interfaces Failure modes Cracking Shear strength Plastiques renforcés de fibres Liaison Modes de défaillance Fendre Résistance au cisaillement Index. décimale : 551.4 Résumé : For concrete beams and slabs strengthened with bonded fiber reinforced plastic (FRP) plates, plate debonding from the concrete substrate is a common failure mode. In this paper, the debonding process is modeled as the propagation of a crack along the concrete/adhesive interface, with frictional shear stress acting behind the crack tip. Crack propagation is taken to occur when the net energy release of the system equals the interfacial fracture energy. The analysis is first performed for the special case with constant shear stress along the debonded interface, and then for the general case with slip softening in the debonded zone. From the results, a direct correspondence between energy-based and strength-based analyses can be established for arbitrary softening behavior along the interface. Specifically, through the proper definition of an effective interfacial shear strength, the conventional strength-based approach can be employed to give the same results as the much more complicated energy-based analysis. Also, based on the relation between the effective shear strength and other material parameters, it is possible to explain the very high interfacial shear stresses observed in experimental measurements. As an application example, distribution of plate stress and interfacial shear stress for the linear softening case is derived. The model results are found to be in good agreement with experimental measurements, showing that the simple linear softening model can describe the debonding process in real material systems.
Pour les faisceaux et les galettes concrets a renforcé avec (FRP) les plats en plastique renforcés de fibres collé, plat debonding du substrat concret est un mode de défaillance commun. En cet article, le processus debonding est modelé comme propagation d'une fente le long de l'interface de concrete/adhesive, avec l'effort de cisaillement de friction agissant derrière le bout de fente. La propagation de fissure est prise pour se produire quand le dégagement d'énergie nette du système égale l'énergie dièdre de rupture. L'analyse est d'abord exécutée pour le cas spécial avec l'effort de cisaillement constant le long du debonded l'interface, et alors pour le cas général avec la glissade se ramollir dans debonded la zone. Des résultats, une correspondance directe entre les analyses énergie-basées et force-basées peut être établie pour le comportement se ramollissant arbitraire le long de l'interface. Spécifiquement, par la définition appropriée d'une résistance au cisaillement dièdre efficace, l'approche force-basée conventionnelle peut être utilisée pour donner les mêmes résultats que l'analyse énergie-basée beaucoup plus compliquée. En outre, basé sur la relation entre la résistance au cisaillement efficace et d'autres paramètres matériels, il est possible d'expliquer les efforts de cisaillement dièdres très élevés observés dans des mesures expérimentales. Comme exemple d'application, la distribution de l'effort de plat et de l'effort de cisaillement dièdre pour le cas se ramollissant linéaire est dérivée. Les résultats modèles s'avèrent en bon accord avec des mesures expérimentales, prouvant que le modèle se ramollissant linéaire simple peut décrire le processus debonding dans de vrais systèmes matériels.
En ligne : ckleung@ust.hk
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 594-599 p.
Titre : Energy Capacity Criterion for the Design of Columns Against Collapse Titre original : Critère de Capacité d'Energie pour la Conception des Colonnes Contre l'Effondrement Type de document : texte imprimé Auteurs : Smyth, Andrew W., Auteur ; Gjelsvik, Atle, Auteur Article en page(s) : 594-599 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Columns Design Deflection Collapse Ultimate strength Buckling Colonnes Conception Débattement Effondrement Force finale Boucle Index. décimale : 551.4 Résumé : Current practice in buckling design is based on the ultimate strength of a member such that excessive lateral deflections do not occur. This ultimate strength is often dictated by empirically derived formulae which correspond to postulated element imperfections including residual stresses. In this paper, the postbuckling behavior of columns is considered, and the limit state is considered to be total collapse. The load versus end displacement relationship is derived for a simplified elastic–perfectly plastic column model. Using this curve, the energy absorbed and released in going from one load/deflection state to another can be easily quantified. With this, the energy absorption capacity of an already loaded column is considered to be the critical performance metric. This “energy capacity criterion” is then used to develop alternative design curves for different levels of energy absorption capacity.
La pratique en vigueur dans la conception de boucle est basée sur la force finale d'un membre tels que les débattements latéraux excessifs ne se produisent pas. Cette force finale est souvent dictée par les formules empiriquement dérivées qui correspondent aux imperfections postulées d'élément comprenant des efforts résiduels. En cet article, le comportement postbuckling des colonnes est considéré, et l'état de limite est considéré comme effondrement total. La charge contre le rapport de déplacement de fin est dérivée pour un modèle en plastique élastique-parfait simplifié de colonne. En utilisant cette courbe, l'énergie absorbée et libérée en allant d'un état de load/deflection à l'autre peut être facilement mesurée. Avec ceci, le pouvoir absorbant d'énergie d'une colonne déjà chargée est considéré comme l'exécution critique métrique. Ce "critère de capacité d'énergie" est alors employé pour développer les courbes alternatives de conception pour différents niveaux du pouvoir absorbant d'énergie.
En ligne : smyth@civil.columbia.edu [article] Energy Capacity Criterion for the Design of Columns Against Collapse = Critère de Capacité d'Energie pour la Conception des Colonnes Contre l'Effondrement [texte imprimé] / Smyth, Andrew W., Auteur ; Gjelsvik, Atle, Auteur . - 594-599 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 594-599 p.
Mots-clés : Columns Design Deflection Collapse Ultimate strength Buckling Colonnes Conception Débattement Effondrement Force finale Boucle Index. décimale : 551.4 Résumé : Current practice in buckling design is based on the ultimate strength of a member such that excessive lateral deflections do not occur. This ultimate strength is often dictated by empirically derived formulae which correspond to postulated element imperfections including residual stresses. In this paper, the postbuckling behavior of columns is considered, and the limit state is considered to be total collapse. The load versus end displacement relationship is derived for a simplified elastic–perfectly plastic column model. Using this curve, the energy absorbed and released in going from one load/deflection state to another can be easily quantified. With this, the energy absorption capacity of an already loaded column is considered to be the critical performance metric. This “energy capacity criterion” is then used to develop alternative design curves for different levels of energy absorption capacity.
La pratique en vigueur dans la conception de boucle est basée sur la force finale d'un membre tels que les débattements latéraux excessifs ne se produisent pas. Cette force finale est souvent dictée par les formules empiriquement dérivées qui correspondent aux imperfections postulées d'élément comprenant des efforts résiduels. En cet article, le comportement postbuckling des colonnes est considéré, et l'état de limite est considéré comme effondrement total. La charge contre le rapport de déplacement de fin est dérivée pour un modèle en plastique élastique-parfait simplifié de colonne. En utilisant cette courbe, l'énergie absorbée et libérée en allant d'un état de load/deflection à l'autre peut être facilement mesurée. Avec ceci, le pouvoir absorbant d'énergie d'une colonne déjà chargée est considéré comme l'exécution critique métrique. Ce "critère de capacité d'énergie" est alors employé pour développer les courbes alternatives de conception pour différents niveaux du pouvoir absorbant d'énergie.
En ligne : smyth@civil.columbia.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 600-609 p.
Titre : Exact Solution of Out-of-Plane Problems of an Arch with Varying Curvature and Cross Section Titre original : Solution Exacte de Hors des Problèmes Plats d'une Voûte avec la Courbure Variable et la Coupe Type de document : texte imprimé Auteurs : Tufekci, E., Auteur ; Dogruer, O. Y., Auteur Article en page(s) : 600-609 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Curved beams Shear deformation Analytical techniques Closed form solutions Closed form solutions Cross sections Arches Faisceaux incurvés Déformation de cisaillement Techniques analytiques Solutions fermées de forme Coupes Index. décimale : 551.4 Résumé : This paper deals with the exact solution of the differential equations for the out-of-plane behavior of an arch with varying curvature and cross section. The differential equations include the shear deformation effect. The cross section of the arch is doubly symmetric. Due to the double symmetry, in-plane and out-of-plane behavior will be uncoupled. However, a coupling of the out-of-plane bending and the torsional response will exist and will be discussed in this study. The governing differential equations of planar arches loaded perpendicular to their plane are solved exactly by using the initial value method. The analytical expressions of the fundamental matrix can be obtained for some cases. It is also possible to use these analytical expressions in order to obtain the displacements and the stress resultants for an arch with any loading and boundary conditions. The examples given in the literature are solved and the results are compared. The analytical expressions of the results are given for some examples.
Cet article traite la solution exacte des équations pour le comportement d'dehors-de-avion d'une voûte avec la courbure variable et la coupe. Les équations incluent l'effet de déformation de cisaillement. La coupe de la voûte est doublement symétrique. En raison du double comportement de symétrie, d'dans-avion et d'dehors-de-avion sera désaccouplé. Cependant, un accouplement du recourbement de l'dehors-de-avion et de la réponse de torsion existera et sera discuté dans cette étude. Les équations régissantes de la perpendiculaire chargée par voûtes planaires à leur avion sont résolues exactement en employant la méthode de valeur initiale. Les expressions analytiques de la matrice fondamentale peuvent être obtenues pour quelques cas. Il est également possible d'employer ces expressions analytiques afin d'obtenir les déplacements et les résultantes d'effort pour une voûte avec tous les états de chargement et de frontière. Les exemples donnés dans la littérature sont résolus et les résultats sont comparés. Les expressions analytiques des résultats sont données pour quelques exemples.
En ligne : tufekcie@itu.edu.tr, yasar.dogruer@isuzu.com.tr [article] Exact Solution of Out-of-Plane Problems of an Arch with Varying Curvature and Cross Section = Solution Exacte de Hors des Problèmes Plats d'une Voûte avec la Courbure Variable et la Coupe [texte imprimé] / Tufekci, E., Auteur ; Dogruer, O. Y., Auteur . - 600-609 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 600-609 p.
Mots-clés : Curved beams Shear deformation Analytical techniques Closed form solutions Closed form solutions Cross sections Arches Faisceaux incurvés Déformation de cisaillement Techniques analytiques Solutions fermées de forme Coupes Index. décimale : 551.4 Résumé : This paper deals with the exact solution of the differential equations for the out-of-plane behavior of an arch with varying curvature and cross section. The differential equations include the shear deformation effect. The cross section of the arch is doubly symmetric. Due to the double symmetry, in-plane and out-of-plane behavior will be uncoupled. However, a coupling of the out-of-plane bending and the torsional response will exist and will be discussed in this study. The governing differential equations of planar arches loaded perpendicular to their plane are solved exactly by using the initial value method. The analytical expressions of the fundamental matrix can be obtained for some cases. It is also possible to use these analytical expressions in order to obtain the displacements and the stress resultants for an arch with any loading and boundary conditions. The examples given in the literature are solved and the results are compared. The analytical expressions of the results are given for some examples.
Cet article traite la solution exacte des équations pour le comportement d'dehors-de-avion d'une voûte avec la courbure variable et la coupe. Les équations incluent l'effet de déformation de cisaillement. La coupe de la voûte est doublement symétrique. En raison du double comportement de symétrie, d'dans-avion et d'dehors-de-avion sera désaccouplé. Cependant, un accouplement du recourbement de l'dehors-de-avion et de la réponse de torsion existera et sera discuté dans cette étude. Les équations régissantes de la perpendiculaire chargée par voûtes planaires à leur avion sont résolues exactement en employant la méthode de valeur initiale. Les expressions analytiques de la matrice fondamentale peuvent être obtenues pour quelques cas. Il est également possible d'employer ces expressions analytiques afin d'obtenir les déplacements et les résultantes d'effort pour une voûte avec tous les états de chargement et de frontière. Les exemples donnés dans la littérature sont résolus et les résultats sont comparés. Les expressions analytiques des résultats sont données pour quelques exemples.
En ligne : tufekcie@itu.edu.tr, yasar.dogruer@isuzu.com.tr
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 610-618 p.
Titre : Generalized Bouc-Wen Model for Highly Asymmetric Hysteresis Titre original : Modèle Généralisé de Bouc-Wen pour l'Hystérésis Fortement Asymétrique Type de document : texte imprimé Auteurs : Song, Junho, Auteur ; Der Kiureghian, Armen, Auteur Article en page(s) : 610-618 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamic response Earthquake engineering Electrical equipment Hysteresis Non linear analysis Non linear differential equations Non linear response Stochastic process Réponse dynamique Technologie de tremblement de terre Appareillage électrique Processus stochastique Réponse non linéaire Analyse non linéaire Hystérésis Equations non linéaires Index. décimale : 551.4 Résumé : This paper deals with the exact solution of the differential equations for the out-of-plane behavior of an arch with varying curvature and cross section. The differential equations include the shear deformation effect. The cross section of the arch is doubly symmetric. Due to the double symmetry, in-plane and out-of-plane behavior will be uncoupled. However, a coupling of the out-of-plane bending and the torsional response will exist and will be discussed in this study. The governing differential equations of planar arches loaded perpendicular to their plane are solved exactly by using the initial value method. The analytical expressions of the fundamental matrix can be obtained for some cases. It is also possible to use these analytical expressions in order to obtain the displacements and the stress resultants for an arch with any loading and boundary conditions. The examples given in the literature are solved and the results are compared. The analytical expressions of the results are given for some examples.
Cet article traite la solution exacte des équations pour le comportement d'dehors-de-avion d'une voûte avec la courbure variable et la coupe. Les équations incluent l'effet de déformation de cisaillement. La coupe de la voûte est doublement symétrique. En raison du double comportement de symétrie, d'dans-avion et d'dehors-de-avion sera désaccouplé. Cependant, un accouplement du recourbement de l'dehors-de-avion et de la réponse de torsion existera et sera discuté dans cette étude. Les équations régissantes de la perpendiculaire chargée par voûtes planaires à leur avion sont résolues exactement en employant la méthode de valeur initiale. Les expressions analytiques de la matrice fondamentale peuvent être obtenues pour quelques cas. Il est également possible d'employer ces expressions analytiques afin d'obtenir les déplacements et les résultantes d'effort pour une voûte avec tous les états de chargement et de frontière. Les exemples donnés dans la littérature sont résolus et les résultats sont comparés. Les expressions analytiques des résultats sont données pour quelques exemples.
En ligne : tufekcie@itu.edu.tr, yasar.dogruer@isuzu.com.tr, [article] Generalized Bouc-Wen Model for Highly Asymmetric Hysteresis = Modèle Généralisé de Bouc-Wen pour l'Hystérésis Fortement Asymétrique [texte imprimé] / Song, Junho, Auteur ; Der Kiureghian, Armen, Auteur . - 610-618 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 610-618 p.
Mots-clés : Dynamic response Earthquake engineering Electrical equipment Hysteresis Non linear analysis Non linear differential equations Non linear response Stochastic process Réponse dynamique Technologie de tremblement de terre Appareillage électrique Processus stochastique Réponse non linéaire Analyse non linéaire Hystérésis Equations non linéaires Index. décimale : 551.4 Résumé : This paper deals with the exact solution of the differential equations for the out-of-plane behavior of an arch with varying curvature and cross section. The differential equations include the shear deformation effect. The cross section of the arch is doubly symmetric. Due to the double symmetry, in-plane and out-of-plane behavior will be uncoupled. However, a coupling of the out-of-plane bending and the torsional response will exist and will be discussed in this study. The governing differential equations of planar arches loaded perpendicular to their plane are solved exactly by using the initial value method. The analytical expressions of the fundamental matrix can be obtained for some cases. It is also possible to use these analytical expressions in order to obtain the displacements and the stress resultants for an arch with any loading and boundary conditions. The examples given in the literature are solved and the results are compared. The analytical expressions of the results are given for some examples.
Cet article traite la solution exacte des équations pour le comportement d'dehors-de-avion d'une voûte avec la courbure variable et la coupe. Les équations incluent l'effet de déformation de cisaillement. La coupe de la voûte est doublement symétrique. En raison du double comportement de symétrie, d'dans-avion et d'dehors-de-avion sera désaccouplé. Cependant, un accouplement du recourbement de l'dehors-de-avion et de la réponse de torsion existera et sera discuté dans cette étude. Les équations régissantes de la perpendiculaire chargée par voûtes planaires à leur avion sont résolues exactement en employant la méthode de valeur initiale. Les expressions analytiques de la matrice fondamentale peuvent être obtenues pour quelques cas. Il est également possible d'employer ces expressions analytiques afin d'obtenir les déplacements et les résultantes d'effort pour une voûte avec tous les états de chargement et de frontière. Les exemples donnés dans la littérature sont résolus et les résultats sont comparés. Les expressions analytiques des résultats sont données pour quelques exemples.
En ligne : tufekcie@itu.edu.tr, yasar.dogruer@isuzu.com.tr,
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 619-631 p.
Titre : Simulation of Multidimensional Binary Random Fields with Application to Modeling of Two-Phase Random Media Titre original : Simulation des Champs Aléatoires Binaires Multidimensionnels avec l'Application à Modeler des Médias Aléatoires Biphasés Type de document : texte imprimé Auteurs : Koutsourelakis, Phaedon-Stelios, Auteur ; George Deodatis ; Arvid Naess, Editeur scientifique Article en page(s) : 619-631 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Random processes Materials Heterogeneity Simulation Processus aléatoire Matériaux Hétérogénéité Index. décimale : 551.4 Résumé : This paper proposes a methodology for simulation of binary random fields with application to the problem of generating sample realizations of two-phase random media. The methodology is based on the concept of nonlinear transformations with memory of Gaussian random fields. The simulation is performed according to the autocorrelation function of the binary field which contains considerable information about the microstructural characteristics of the medium. The determination of the probabilistic characteristics of the underlying Gaussian field is achieved through an iterative procedure that was introduced in a previous paper by the same authors in one dimension and is extended here to multiple dimensions. Limiting cases and alternative mappings are also presented. The capabilities of the methodology are demonstrated in a series of examples.
Cet article propose une méthodologie pour la simulation des champs aléatoires binaires avec l'application au problème de produire des réalisations d'échantillon des médias aléatoires biphasés. La méthodologie est basée sur le concept des transformations non-linéaires avec de la mémoire des champs aléatoires gaussiens. La simulation est effectuée selon la fonction d'autocorrélation du champ binaire qui contient des informations considérables sur les caractéristiques microstructurales du milieu. La détermination des caractéristiques probabilistes du champ gaussien fondamental est réalisée par un procédé itératif qui a été présenté dans un papier précédent par les mêmes auteurs dans une dimension et est prolongé ici aux dimensions multiples. Des cas de limitation et les tracés d'alternative sont également présentés. Les possibilités de la méthodologie sont démontrées dans une série d'exemples.
En ligne : koutsourelakis@llnl.gov, deodatis@civil.columbia.edu [article] Simulation of Multidimensional Binary Random Fields with Application to Modeling of Two-Phase Random Media = Simulation des Champs Aléatoires Binaires Multidimensionnels avec l'Application à Modeler des Médias Aléatoires Biphasés [texte imprimé] / Koutsourelakis, Phaedon-Stelios, Auteur ; George Deodatis ; Arvid Naess, Editeur scientifique . - 619-631 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 619-631 p.
Mots-clés : Random processes Materials Heterogeneity Simulation Processus aléatoire Matériaux Hétérogénéité Index. décimale : 551.4 Résumé : This paper proposes a methodology for simulation of binary random fields with application to the problem of generating sample realizations of two-phase random media. The methodology is based on the concept of nonlinear transformations with memory of Gaussian random fields. The simulation is performed according to the autocorrelation function of the binary field which contains considerable information about the microstructural characteristics of the medium. The determination of the probabilistic characteristics of the underlying Gaussian field is achieved through an iterative procedure that was introduced in a previous paper by the same authors in one dimension and is extended here to multiple dimensions. Limiting cases and alternative mappings are also presented. The capabilities of the methodology are demonstrated in a series of examples.
Cet article propose une méthodologie pour la simulation des champs aléatoires binaires avec l'application au problème de produire des réalisations d'échantillon des médias aléatoires biphasés. La méthodologie est basée sur le concept des transformations non-linéaires avec de la mémoire des champs aléatoires gaussiens. La simulation est effectuée selon la fonction d'autocorrélation du champ binaire qui contient des informations considérables sur les caractéristiques microstructurales du milieu. La détermination des caractéristiques probabilistes du champ gaussien fondamental est réalisée par un procédé itératif qui a été présenté dans un papier précédent par les mêmes auteurs dans une dimension et est prolongé ici aux dimensions multiples. Des cas de limitation et les tracés d'alternative sont également présentés. Les possibilités de la méthodologie sont démontrées dans une série d'exemples.
En ligne : koutsourelakis@llnl.gov, deodatis@civil.columbia.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 632-640 p.
Titre : Rate-Type Model for Bituminous Mixtures and Its Application to Sand Asphalt Titre original : Type Modèle de Taux pour Mélanges Bitumeux et son Application pour Poncer l'Asphalte Type de document : texte imprimé Auteurs : Krishnan, J. Murali, Auteur ; Masud, Arif, Editeur scientifique ; Little, D. N. ; Rajagopal, K. R., Auteur Article en page(s) : 632-640 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Asphalt concrete Sand Viscoelasticity Constitutive models Mixtures Pavements Béton d'asphalte Sable Visco-élasticité Modèles constitutifs Mélanges Trottoirs Index. décimale : 551.4 Résumé : A variety of hot mix asphalt mixtures are used in highway and runway pavement construction. Each mixture caters to specific needs. Mixtures differ from one another in the type and percentage of aggregates and asphalt used, and their response can be markedly different, and thus there is a need to develop constitutive models that can differentiate between the different kinds of mixtures. In this paper, we outline a general procedure for the constitutive modeling of bituminous mixtures. We illustrate the efficacy of this approach by means of an application to sand asphalt. The governing equations for this special problem reduce to a stiff nonlinear ordinary differential equation and this is solved numerically using Gear’s method. We compare the results of the predictions of the model that we have developed with the compressive creep experiments carried out by Wood and Goetz on a typical sand asphalt mixture and find them to be in good agreement.
Une variété de mélanges chauds d'asphalte de mélange sont employées dans la construction de route et de trottoir de piste. Chaque mélange approvisionne aux besoins spécifiques. Les mélanges diffèrent les uns des autres dans le type et le pourcentage des agrégats et d'asphalte utilisés, et leur réponse peut être nettement différente, et il y a ainsi un besoin de développer les modèles constitutifs qui peuvent différencier entre les différents genres de mélanges. En cet article, nous décrivons un procédé général pour modeler constitutif des mélanges bitumeux. Nous illustrons l'efficacité de cette approche au moyen d'une application pour poncer l'asphalte. Les équations régissantes pour ce problème spécial réduisent à une équation ordinaire non-linéaire raide et ceci est résolu numériquement en utilisant la méthode de la vitesse. Nous comparons les résultats des prévisions du modèle que nous avons développé avec les expériences compressives de fluage effectuées par Wood et Goetz sur un enrobé fin typique et les trouvons pour être en bon accord.
En ligne : jmk@iitm.ac.in, krajagopal@mengr.tamu.edu, d-little@tamu.edu [article] Rate-Type Model for Bituminous Mixtures and Its Application to Sand Asphalt = Type Modèle de Taux pour Mélanges Bitumeux et son Application pour Poncer l'Asphalte [texte imprimé] / Krishnan, J. Murali, Auteur ; Masud, Arif, Editeur scientifique ; Little, D. N. ; Rajagopal, K. R., Auteur . - 632-640 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 632-640 p.
Mots-clés : Asphalt concrete Sand Viscoelasticity Constitutive models Mixtures Pavements Béton d'asphalte Sable Visco-élasticité Modèles constitutifs Mélanges Trottoirs Index. décimale : 551.4 Résumé : A variety of hot mix asphalt mixtures are used in highway and runway pavement construction. Each mixture caters to specific needs. Mixtures differ from one another in the type and percentage of aggregates and asphalt used, and their response can be markedly different, and thus there is a need to develop constitutive models that can differentiate between the different kinds of mixtures. In this paper, we outline a general procedure for the constitutive modeling of bituminous mixtures. We illustrate the efficacy of this approach by means of an application to sand asphalt. The governing equations for this special problem reduce to a stiff nonlinear ordinary differential equation and this is solved numerically using Gear’s method. We compare the results of the predictions of the model that we have developed with the compressive creep experiments carried out by Wood and Goetz on a typical sand asphalt mixture and find them to be in good agreement.
Une variété de mélanges chauds d'asphalte de mélange sont employées dans la construction de route et de trottoir de piste. Chaque mélange approvisionne aux besoins spécifiques. Les mélanges diffèrent les uns des autres dans le type et le pourcentage des agrégats et d'asphalte utilisés, et leur réponse peut être nettement différente, et il y a ainsi un besoin de développer les modèles constitutifs qui peuvent différencier entre les différents genres de mélanges. En cet article, nous décrivons un procédé général pour modeler constitutif des mélanges bitumeux. Nous illustrons l'efficacité de cette approche au moyen d'une application pour poncer l'asphalte. Les équations régissantes pour ce problème spécial réduisent à une équation ordinaire non-linéaire raide et ceci est résolu numériquement en utilisant la méthode de la vitesse. Nous comparons les résultats des prévisions du modèle que nous avons développé avec les expériences compressives de fluage effectuées par Wood et Goetz sur un enrobé fin typique et les trouvons pour être en bon accord.
En ligne : jmk@iitm.ac.in, krajagopal@mengr.tamu.edu, d-little@tamu.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 641-650 p.
Titre : Normal Transmission of S-Wave Across Parallel Fractures with Coulomb Slip Behavior Titre original : Transmission Normale de Vague de S à Travers des Ruptures Parallèles avec le Comportement de Glissade de Coulomb Type de document : texte imprimé Auteurs : Zhao, X. B., Auteur ; Hefny, A. M., Auteur ; Cai, J. G. ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique Article en page(s) : 641-650 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Wave propagation Rock masses Velocity Fractures Propagation de vague Masse de roche Vitesse Ruptures Index. décimale : 551.4 Résumé : When an elastic wave propagates through a rock mass, its amplitude is attenuated and velocity is slowed due to the presence of fractures. During wave propagation, if the shear stress at a fracture interface reaches the fracture shear strength, the fracture will experience a large shear displacement. This paper presents a study of the normal transmission of S-waves across parallel fractures with Coulomb slip behavior. In our theoretical formulation, the method of characteristics combined with the Coulomb slip model is used to develop a set of recurrence equations with respect to particle velocities and shear stress. These equations are then solved numerically. In a comparison with the theoretical study, numerical modeling using the universal distinct element code (UDEC) has been conducted. A general agreement between UDEC modeling and theoretical analysis is achieved. The magnitude of the transmission coefficient is calculated as a function of shear stress ratio, nondimensional fracture spacing, normalized shear stiffness, and number of fractures. The study shows that the shear stress ratio is the most important factor influencing wave transmission, and the influence of other factors becomes more apparent when the shear stress ratio is small.
Quand une vague élastique propage par une masse de roche, son amplitude est atténuée et la vitesse est due ralenti à la présence des ruptures. Pendant la propagation de vague, si l'effort de cisaillement à une interface de rupture atteint la résistance au cisaillement de rupture, la rupture éprouvera un grand déplacement de cisaillement. Cet article présente une étude de la transmission normale de S-ondule à travers des ruptures parallèles avec le comportement de glissade de coulomb. Dans notre formulation théorique, la méthode de caractéristiques a combiné avec le modèle de glissade de coulomb est employée pour développer un ensemble d'équations de répétition en ce qui concerne des vitesses de particules et l'effort de cisaillement. Ces équations sont alors résolues numériquement. Dans une comparaison avec l'étude théorique, modeler numérique en utilisant le code distinct universel d'élément (UDEC) a été conduit. Un accord général entre modeler d'UDEC et analyse théorique est réalisé. L'importance du coefficient de transmission est calculée en fonction du rapport d'effort de cisaillement, de l'espacement de rupture de nondimensional, de la rigidité normalisée de cisaillement, et du nombre de ruptures. L'étude prouve que le rapport d'effort de cisaillement est le facteur le plus important influençant la transmission de vague, et l'influence d'autres facteurs devient plus évidente quand le rapport d'effort de cisaillement est petit.
[article] Normal Transmission of S-Wave Across Parallel Fractures with Coulomb Slip Behavior = Transmission Normale de Vague de S à Travers des Ruptures Parallèles avec le Comportement de Glissade de Coulomb [texte imprimé] / Zhao, X. B., Auteur ; Hefny, A. M., Auteur ; Cai, J. G. ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique . - 641-650 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 641-650 p.
Mots-clés : Wave propagation Rock masses Velocity Fractures Propagation de vague Masse de roche Vitesse Ruptures Index. décimale : 551.4 Résumé : When an elastic wave propagates through a rock mass, its amplitude is attenuated and velocity is slowed due to the presence of fractures. During wave propagation, if the shear stress at a fracture interface reaches the fracture shear strength, the fracture will experience a large shear displacement. This paper presents a study of the normal transmission of S-waves across parallel fractures with Coulomb slip behavior. In our theoretical formulation, the method of characteristics combined with the Coulomb slip model is used to develop a set of recurrence equations with respect to particle velocities and shear stress. These equations are then solved numerically. In a comparison with the theoretical study, numerical modeling using the universal distinct element code (UDEC) has been conducted. A general agreement between UDEC modeling and theoretical analysis is achieved. The magnitude of the transmission coefficient is calculated as a function of shear stress ratio, nondimensional fracture spacing, normalized shear stiffness, and number of fractures. The study shows that the shear stress ratio is the most important factor influencing wave transmission, and the influence of other factors becomes more apparent when the shear stress ratio is small.
Quand une vague élastique propage par une masse de roche, son amplitude est atténuée et la vitesse est due ralenti à la présence des ruptures. Pendant la propagation de vague, si l'effort de cisaillement à une interface de rupture atteint la résistance au cisaillement de rupture, la rupture éprouvera un grand déplacement de cisaillement. Cet article présente une étude de la transmission normale de S-ondule à travers des ruptures parallèles avec le comportement de glissade de coulomb. Dans notre formulation théorique, la méthode de caractéristiques a combiné avec le modèle de glissade de coulomb est employée pour développer un ensemble d'équations de répétition en ce qui concerne des vitesses de particules et l'effort de cisaillement. Ces équations sont alors résolues numériquement. Dans une comparaison avec l'étude théorique, modeler numérique en utilisant le code distinct universel d'élément (UDEC) a été conduit. Un accord général entre modeler d'UDEC et analyse théorique est réalisé. L'importance du coefficient de transmission est calculée en fonction du rapport d'effort de cisaillement, de l'espacement de rupture de nondimensional, de la rigidité normalisée de cisaillement, et du nombre de ruptures. L'étude prouve que le rapport d'effort de cisaillement est le facteur le plus important influençant la transmission de vague, et l'influence d'autres facteurs devient plus évidente quand le rapport d'effort de cisaillement est petit.
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 651-658 p.
Titre : Flexibility-Based Damage Localization from Stochastic Realization Results Titre original : Localisation Flexibilité-Basée de Dommages des Résultats Stochastiques de Réalisation Type de document : texte imprimé Auteurs : Dionisio Bernal, Auteur ; Conte, Joel P., Editeur scientifique Article en page(s) : 651-658 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Flexibility Damage Stochastic processes Vibration Flexibilité Dommages Processus stochastiques Index. décimale : 551.4 Résumé : Localization of damage from changes in flexibility in structures identified from operational or ambient vibration has long been hindered by the fact that the flexibility cannot be extracted exclusively from output signals. This obstacle is substantially removed here by noting that the null space of the flexibility change contains the damage localization information and that vectors in this null space can be estimated from output signals without having explicit flexibility matrices. The central pillar of the contribution is a derivation showing that although the spatial distribution of the input that generates the observed output is unknown, the state-space triplet {Ac Bc D-¹ Cc} connected with a collocated input distribution (for a model order up to twice the number of sensors) can be extracted from output measurements. The fact that vectors in the null space of the change in flexibility can be extracted from this triplet falls from the expression for the flexibility in terms of the state-space matrices and from the fact that the damage is assumed to have no effect on the inertial properties.
La localisation des dommages des changements de flexibilité en structures identifiées de vibration opérationnelle ou ambiante a été longtemps gênée par le fait que la flexibilité ne peut pas être extraite exclusivement à partir des signaux de sortie. Cet obstacle est sensiblement enlevé ici en notant que l'espace nul du changement de flexibilité contient l'information de localisation de dommages et que des vecteurs dans cet espace nul peuvent être estimés à partir des signaux de sortie sans avoir les matrices explicites de flexibilité. Le pilier central de la contribution est une apparence de dérivation qui bien que la distribution spatiale de l'entrée qui se produit le rendement observé soit inconnue, le triplet de l'état-espace {AcBcD-¹Cc} lié à une distribution colloquée d'entrée (pour un ordre modèle jusqu'deux fois au nombre de sondes) peut être extraite à partir des mesures de rendement. Le fait que des vecteurs dans l'espace nul du changement de la flexibilité peuvent être extraits à partir des chutes de ce triplet de l'expression pour la flexibilité en termes de matrices de l'état-espace et du fait qu'on assume que les dommages n'ont aucun effet sur les propriétés à inertie.
En ligne : bernal@neu.edu [article] Flexibility-Based Damage Localization from Stochastic Realization Results = Localisation Flexibilité-Basée de Dommages des Résultats Stochastiques de Réalisation [texte imprimé] / Dionisio Bernal, Auteur ; Conte, Joel P., Editeur scientifique . - 651-658 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 651-658 p.
Mots-clés : Flexibility Damage Stochastic processes Vibration Flexibilité Dommages Processus stochastiques Index. décimale : 551.4 Résumé : Localization of damage from changes in flexibility in structures identified from operational or ambient vibration has long been hindered by the fact that the flexibility cannot be extracted exclusively from output signals. This obstacle is substantially removed here by noting that the null space of the flexibility change contains the damage localization information and that vectors in this null space can be estimated from output signals without having explicit flexibility matrices. The central pillar of the contribution is a derivation showing that although the spatial distribution of the input that generates the observed output is unknown, the state-space triplet {Ac Bc D-¹ Cc} connected with a collocated input distribution (for a model order up to twice the number of sensors) can be extracted from output measurements. The fact that vectors in the null space of the change in flexibility can be extracted from this triplet falls from the expression for the flexibility in terms of the state-space matrices and from the fact that the damage is assumed to have no effect on the inertial properties.
La localisation des dommages des changements de flexibilité en structures identifiées de vibration opérationnelle ou ambiante a été longtemps gênée par le fait que la flexibilité ne peut pas être extraite exclusivement à partir des signaux de sortie. Cet obstacle est sensiblement enlevé ici en notant que l'espace nul du changement de flexibilité contient l'information de localisation de dommages et que des vecteurs dans cet espace nul peuvent être estimés à partir des signaux de sortie sans avoir les matrices explicites de flexibilité. Le pilier central de la contribution est une apparence de dérivation qui bien que la distribution spatiale de l'entrée qui se produit le rendement observé soit inconnue, le triplet de l'état-espace {AcBcD-¹Cc} lié à une distribution colloquée d'entrée (pour un ordre modèle jusqu'deux fois au nombre de sondes) peut être extraite à partir des mesures de rendement. Le fait que des vecteurs dans l'espace nul du changement de la flexibilité peuvent être extraits à partir des chutes de ce triplet de l'expression pour la flexibilité en termes de matrices de l'état-espace et du fait qu'on assume que les dommages n'ont aucun effet sur les propriétés à inertie.
En ligne : bernal@neu.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 659-670 p.
Titre : Control of Suspension Bridge Nonlinear Vibrations Due to Moving Loads Titre original : Commande des Vibrations Non-Linéaires de Pont de Suspension Dues aux Charges Mobiles Type de document : texte imprimé Auteurs : Naif B. Almutairi, Auteur ; Hassan, M. F., Auteur ; Abdel-Rohman, M. ; Terro, M. ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique Article en page(s) : 659-670 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Cables Vibration Bridges Suspension Velocity Dynamic responses Structural control Câble Pont Vitesse Commande structurale Dynamique réponse Index. décimale : 551.4 Résumé : The flexibility and low damping of the long-span suspended cables in the suspension bridges make them prone to vibrations due to wind and moving loads, which affect the dynamic response of the suspended cables and the bridge deck. This paper shows the design of two control schemes to control the nonlinear vibrations in the suspended cable and the bridge deck due to a vertical load moving on the bridge deck with a constant speed. The first control scheme is an optimal state feedback controller. The second control scheme is a robust state feedback controller, whose design is based on the design of optimal controllers. The proposed controllers, whose design is based on Lyapunov theory, guarantee the asymptotic stability of the system. A vertical cable between the bridge deck and the suspended cable is used to install a hydraulic actuator able to generate the active control force on the bridge deck. The MATLAB software is used to simulate the performance of the system with the designed controllers. The simulation results indicate that the proposed controllers are capable of significantly reducing the nonlinear oscillations of the system. In addition, the performance of the system with the proposed controllers is compared to the performance of the system controlled with a velocity feedback controller. It is found that the system with the proposed controllers can provide better performance than the system with the velocity feedback controller.
La flexibilité et la basse atténuation des câbles suspendus parenvergure dans les ponts de suspension les rendent enclins aux vibrations dues au vent et aux charges mobiles, qui affectent la réponse dynamique des câbles suspendus et de la plate-forme de pont. Cet article montre que la conception de deux arrangements de commande commandait les vibrations non-linéaires dans le câble suspendu et la plate-forme de pont dus à une charge verticale se déplaçant sur la plate-forme de pont avec une vitesse constante. Le premier arrangement de commande est un contrôleur optimal de rétroaction d'état. Le deuxième arrangement de commande est un contrôleur robuste de rétroaction d'état, dont la conception est basée sur la conception des contrôleurs optimaux. Les contrôleurs proposés, dont la conception est basée sur la théorie de Lyapunov, garantissent la stabilité asymptotique du système. Un câble vertical entre la plate-forme de pont et le câble suspendu est employé pour installer un vérin hydraulique capable produire de la force active de commande sur la plate-forme de pont. Le logiciel de MATLAB est employé pour simuler l'exécution du système avec les contrôleurs conçus. Les résultats de simulation indiquent que les contrôleurs proposés sont capables de réduire de manière significative les oscillations non-linéaires du système. En outre, l'exécution du système avec les contrôleurs proposés est comparée à l'exécution du système commandé à un contrôleur de rétroaction de vitesse. On le constate que le système avec les contrôleurs proposés peut fournir à une meilleure exécution que le système le contrôleur de rétroaction de vitesse.
En ligne : mfahim@eng.kuniv.edu.kw, terro@kuc01.kuniv.edu.kw, naif@eng.kuniv.edu.kw, marohm [...] [article] Control of Suspension Bridge Nonlinear Vibrations Due to Moving Loads = Commande des Vibrations Non-Linéaires de Pont de Suspension Dues aux Charges Mobiles [texte imprimé] / Naif B. Almutairi, Auteur ; Hassan, M. F., Auteur ; Abdel-Rohman, M. ; Terro, M. ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique . - 659-670 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 659-670 p.
Mots-clés : Cables Vibration Bridges Suspension Velocity Dynamic responses Structural control Câble Pont Vitesse Commande structurale Dynamique réponse Index. décimale : 551.4 Résumé : The flexibility and low damping of the long-span suspended cables in the suspension bridges make them prone to vibrations due to wind and moving loads, which affect the dynamic response of the suspended cables and the bridge deck. This paper shows the design of two control schemes to control the nonlinear vibrations in the suspended cable and the bridge deck due to a vertical load moving on the bridge deck with a constant speed. The first control scheme is an optimal state feedback controller. The second control scheme is a robust state feedback controller, whose design is based on the design of optimal controllers. The proposed controllers, whose design is based on Lyapunov theory, guarantee the asymptotic stability of the system. A vertical cable between the bridge deck and the suspended cable is used to install a hydraulic actuator able to generate the active control force on the bridge deck. The MATLAB software is used to simulate the performance of the system with the designed controllers. The simulation results indicate that the proposed controllers are capable of significantly reducing the nonlinear oscillations of the system. In addition, the performance of the system with the proposed controllers is compared to the performance of the system controlled with a velocity feedback controller. It is found that the system with the proposed controllers can provide better performance than the system with the velocity feedback controller.
La flexibilité et la basse atténuation des câbles suspendus parenvergure dans les ponts de suspension les rendent enclins aux vibrations dues au vent et aux charges mobiles, qui affectent la réponse dynamique des câbles suspendus et de la plate-forme de pont. Cet article montre que la conception de deux arrangements de commande commandait les vibrations non-linéaires dans le câble suspendu et la plate-forme de pont dus à une charge verticale se déplaçant sur la plate-forme de pont avec une vitesse constante. Le premier arrangement de commande est un contrôleur optimal de rétroaction d'état. Le deuxième arrangement de commande est un contrôleur robuste de rétroaction d'état, dont la conception est basée sur la conception des contrôleurs optimaux. Les contrôleurs proposés, dont la conception est basée sur la théorie de Lyapunov, garantissent la stabilité asymptotique du système. Un câble vertical entre la plate-forme de pont et le câble suspendu est employé pour installer un vérin hydraulique capable produire de la force active de commande sur la plate-forme de pont. Le logiciel de MATLAB est employé pour simuler l'exécution du système avec les contrôleurs conçus. Les résultats de simulation indiquent que les contrôleurs proposés sont capables de réduire de manière significative les oscillations non-linéaires du système. En outre, l'exécution du système avec les contrôleurs proposés est comparée à l'exécution du système commandé à un contrôleur de rétroaction de vitesse. On le constate que le système avec les contrôleurs proposés peut fournir à une meilleure exécution que le système le contrôleur de rétroaction de vitesse.
En ligne : mfahim@eng.kuniv.edu.kw, terro@kuc01.kuniv.edu.kw, naif@eng.kuniv.edu.kw, marohm [...]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 671-680 p.
Titre : Coupled Surge-Heave Motions of a Moored System. I: Model Calibration and Parametric Study Titre original : Mouvements Couplés de Poussée de Montée Subite d'un Système Amarré. I : Calibrage Modèle et Etude Paramétrique Type de document : texte imprimé Auteurs : Lin, Huan, Auteur ; Yim, Solomon C. S., Auteur Article en page(s) : 671-680 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Non linear systems Coupling Numerical models Experimental data Mooring Damping Systèmes non linéaires Accouplement Modèles numériques Données expérimentales Amarrage Atténuation Index. décimale : 551.4 Résumé : Model calibration and parametric studies of the coupled, complex surge-heave motions of a medium-scale experimental, nonlinear, submerged, moored structural system are presented here. The experimental system excited by periodic wave fields consists of a spherical buoy and attached multipoint mooring lines. Sources of nonlinearity include complex geometric restoring forces and coupled fluid.structure interaction exciting forces. The sphere moves mainly in a two-dimensional fashion [or two degrees of freedom (2DOF)] of surge and heave, with negligible pitch. Characteristic experimental results include harmonic, subharmonic, and superharmonic responses. As an extension of single-degree-of-freedom, independent-flow-field (IFF) models, a 2DOF, IFF model is derived and employed. Good agreement is shown between the analytical predictions and experimental results. Existence of complex nonlinear responses, including chaos and multiple coexisting steady states, are numerically identified when the coupling is strong and damping is light. Degree of complexity and nonlinearity of responses diminish with decreasing coupling and/or increasing damping.
Le calibrage modèle et les études paramétriques de l'couplé, complexes montée-soulèvent des mouvements d'un système structural expérimental, non-linéaire, submergé, amarré d'échelle moyenne sont présentés ici. Le système expérimental passionnant par les champs périodiques de vague se compose d'une bouée sphérique et des lignes multipoint jointes d'amarrage. Les sources de non-linéarité incluent les forces de reconstitution géométriques complexes et les forces passionnantes couplées d'interaction de fluid.structure. La sphère se déplace principalement en mode bidimensionnelle [ ou deux degrés de liberté (2DOF) ] de montée subite et de poussée, avec le lancement négligeable. Les résultats expérimentaux caractéristiques incluent des réponses harmoniques, subharmonic, et superharmonic. Comme prolongation de la simple-degré-de-liberté, les modèles du l'indépendant-couler-champ (IFF), un 2DOF, modèle d'IFF est dérivés et utilisés. La bonne concordance est montrée entre les prévisions analytiques et les résultats expérimentaux. L'existence des réponses non-linéaires complexes, y compris les états d'équilibre de coexistence de chaos et de multiple, sont numériquement identifiées quand l'accouplement est fort et l'atténuation est lumière. Le degré de complexité et la non-linéarité des réponses diminuent avec l'accouplement décroissant et/ou l'atténuation croissante.
En ligne : solomon.yim@oregonstate.edu [article] Coupled Surge-Heave Motions of a Moored System. I: Model Calibration and Parametric Study = Mouvements Couplés de Poussée de Montée Subite d'un Système Amarré. I : Calibrage Modèle et Etude Paramétrique [texte imprimé] / Lin, Huan, Auteur ; Yim, Solomon C. S., Auteur . - 671-680 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 671-680 p.
Mots-clés : Non linear systems Coupling Numerical models Experimental data Mooring Damping Systèmes non linéaires Accouplement Modèles numériques Données expérimentales Amarrage Atténuation Index. décimale : 551.4 Résumé : Model calibration and parametric studies of the coupled, complex surge-heave motions of a medium-scale experimental, nonlinear, submerged, moored structural system are presented here. The experimental system excited by periodic wave fields consists of a spherical buoy and attached multipoint mooring lines. Sources of nonlinearity include complex geometric restoring forces and coupled fluid.structure interaction exciting forces. The sphere moves mainly in a two-dimensional fashion [or two degrees of freedom (2DOF)] of surge and heave, with negligible pitch. Characteristic experimental results include harmonic, subharmonic, and superharmonic responses. As an extension of single-degree-of-freedom, independent-flow-field (IFF) models, a 2DOF, IFF model is derived and employed. Good agreement is shown between the analytical predictions and experimental results. Existence of complex nonlinear responses, including chaos and multiple coexisting steady states, are numerically identified when the coupling is strong and damping is light. Degree of complexity and nonlinearity of responses diminish with decreasing coupling and/or increasing damping.
Le calibrage modèle et les études paramétriques de l'couplé, complexes montée-soulèvent des mouvements d'un système structural expérimental, non-linéaire, submergé, amarré d'échelle moyenne sont présentés ici. Le système expérimental passionnant par les champs périodiques de vague se compose d'une bouée sphérique et des lignes multipoint jointes d'amarrage. Les sources de non-linéarité incluent les forces de reconstitution géométriques complexes et les forces passionnantes couplées d'interaction de fluid.structure. La sphère se déplace principalement en mode bidimensionnelle [ ou deux degrés de liberté (2DOF) ] de montée subite et de poussée, avec le lancement négligeable. Les résultats expérimentaux caractéristiques incluent des réponses harmoniques, subharmonic, et superharmonic. Comme prolongation de la simple-degré-de-liberté, les modèles du l'indépendant-couler-champ (IFF), un 2DOF, modèle d'IFF est dérivés et utilisés. La bonne concordance est montrée entre les prévisions analytiques et les résultats expérimentaux. L'existence des réponses non-linéaires complexes, y compris les états d'équilibre de coexistence de chaos et de multiple, sont numériquement identifiées quand l'accouplement est fort et l'atténuation est lumière. Le degré de complexité et la non-linéarité des réponses diminuent avec l'accouplement décroissant et/ou l'atténuation croissante.
En ligne : solomon.yim@oregonstate.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 681-689 p.
Titre : Coupled Surge-Heave Motions of a Moored System. II: Stochastic Analysis and Simulations Titre original : Couplé Montée-Soulevé par les Mouvements d'un Système Amarré. II : Analyse et Simulations Stochastiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Yim, Solomon C. S., Auteur ; Lin, Huan, Auteur ; Conte, Joel P., Editeur scientifique Article en page(s) : 681-689 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Stochastic models Non linear systems Coupling Experimental data Mooring Damping Simulation Modèles stochastiques Systémes non linéaires Accouplement Données expérimentales Amarrage Atténuation Index. décimale : 551.4 Résumé : Analyses and simulations of the coupled surge-and-heave motions of a nonlinear, moored, experimental, submerged structure subjected to random waves are presented here. The random wave excitations examined include periodic waves with additive noise and narrow-band random waves. Characteristic experimental results include noisy subharmonic and superharmonic responses, and transition behaviors among multiple coexisting responses. This investigation applies a systematic, stochastic analysis procedure to further the deterministic study presented in Part I. Good agreement between the analytical predictions and experimental results is shown. Effects of random perturbations in waves on nonlinear response phenomena are examined, especially for the cases of multiple responses coexisting with chaos. It is found that chaotic responses are sensitive and of weak strength compared to other coexisting responses, and the system response trajectories mainly stay in the stronger, periodic attracting domains. Numerical results indicate perturbation-induced response transitions leading to very large-amplitude response beyond the experimental model limitations.
Les analyses et les simulations du couplé montée-et-soulèvent des mouvements d'une structure non-linéaire, amarrée, expérimentale, submergée soumise aux vagues aléatoires sont présentées ici. Les excitations aléatoires de vague examinées incluent les vagues périodiques avec le bruit additif et les vagues aléatoires à bande étroite. Les résultats expérimentaux caractéristiques incluent des comportements bruyants subharmonic et superharmonic des réponses, et de transition parmi des réponses de coexistence multiples. Cette recherche s'applique un systématique, procédé stochastique d'analyse à autre l'étude déterministe présentée dans la bonne concordance de la partie I. entre les prévisions analytiques et les résultats expérimentaux est montré. Des effets des perturbations aléatoires dans les vagues sur des phénomènes non-linéaires de réponse sont examinés, particulièrement pour les caisses des réponses multiples coexistant avec le chaos. On le constate que les réponses chaotiques sont sensibles et de la force faible comparée à d'autres réponses de coexistence, et le séjour de trajectoire de réaction de système principalement dans les domaines d'attraction plus forts et périodiques. Les résultats numériques indiquent des transitions perturbation-induites de réponse menant très à la réponse d'grand-amplitude au delà des limitations modèles expérimentales.
En ligne : sdomin.yim@oregonstate.edu [article] Coupled Surge-Heave Motions of a Moored System. II: Stochastic Analysis and Simulations = Couplé Montée-Soulevé par les Mouvements d'un Système Amarré. II : Analyse et Simulations Stochastiques [texte imprimé] / Yim, Solomon C. S., Auteur ; Lin, Huan, Auteur ; Conte, Joel P., Editeur scientifique . - 681-689 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 681-689 p.
Mots-clés : Stochastic models Non linear systems Coupling Experimental data Mooring Damping Simulation Modèles stochastiques Systémes non linéaires Accouplement Données expérimentales Amarrage Atténuation Index. décimale : 551.4 Résumé : Analyses and simulations of the coupled surge-and-heave motions of a nonlinear, moored, experimental, submerged structure subjected to random waves are presented here. The random wave excitations examined include periodic waves with additive noise and narrow-band random waves. Characteristic experimental results include noisy subharmonic and superharmonic responses, and transition behaviors among multiple coexisting responses. This investigation applies a systematic, stochastic analysis procedure to further the deterministic study presented in Part I. Good agreement between the analytical predictions and experimental results is shown. Effects of random perturbations in waves on nonlinear response phenomena are examined, especially for the cases of multiple responses coexisting with chaos. It is found that chaotic responses are sensitive and of weak strength compared to other coexisting responses, and the system response trajectories mainly stay in the stronger, periodic attracting domains. Numerical results indicate perturbation-induced response transitions leading to very large-amplitude response beyond the experimental model limitations.
Les analyses et les simulations du couplé montée-et-soulèvent des mouvements d'une structure non-linéaire, amarrée, expérimentale, submergée soumise aux vagues aléatoires sont présentées ici. Les excitations aléatoires de vague examinées incluent les vagues périodiques avec le bruit additif et les vagues aléatoires à bande étroite. Les résultats expérimentaux caractéristiques incluent des comportements bruyants subharmonic et superharmonic des réponses, et de transition parmi des réponses de coexistence multiples. Cette recherche s'applique un systématique, procédé stochastique d'analyse à autre l'étude déterministe présentée dans la bonne concordance de la partie I. entre les prévisions analytiques et les résultats expérimentaux est montré. Des effets des perturbations aléatoires dans les vagues sur des phénomènes non-linéaires de réponse sont examinés, particulièrement pour les caisses des réponses multiples coexistant avec le chaos. On le constate que les réponses chaotiques sont sensibles et de la force faible comparée à d'autres réponses de coexistence, et le séjour de trajectoire de réaction de système principalement dans les domaines d'attraction plus forts et périodiques. Les résultats numériques indiquent des transitions perturbation-induites de réponse menant très à la réponse d'grand-amplitude au delà des limitations modèles expérimentales.
En ligne : sdomin.yim@oregonstate.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 690-703 p.
Titre : Time-Delayed Positive Velocity Feed back Control Design for Active Control of Structures Titre original : La Conception Retardée par le Temps Positive de Commande de Rétroaction de Vitesse pour la Commande Active des Structures Type de document : texte imprimé Auteurs : Phohomsiri, Phailaung, Auteur ; Udwadia, Firdaus E., Auteur ; Von Bremen, Hubertus F. ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique Article en page(s) : 690-703 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Active control Earthquake engineering Stability Delay time Velocity Structural control Commande active Technologie de tremblement de terre Stabilité Temps retardé Vitesse Commande structurale Index. décimale : 551.4 Résumé : In this paper we present and propose a design methodology that uses intentional time delays for the active control of structures. We use here positive velocity-feedback, time-delayed control and show that its performance is, in general, superior to the previously developed methodology of using time delayed, negative velocity-feedback control. A detailed study carried out in this paper of the nonsystem poles and their interaction with the system poles reveals the reasons for this. Analytical results related to performance and stability of the new method are presented. We apply the time delayed positive velocity feedback active control methodology to a multidegree-of-freedom system subjected to the S00E component of ground acceleration recorded during the El Centro 1940 earthquake. The excellent behavior in terms of stability, performance, and control efficiency that is demonstrated by our time-delayed control design as well as its facile implementation makes it attractive for earthquake hazard mitigation in a practical sense.
En cet article nous présentons et proposons une méthodologie de conception que le temps intentionnel d'utilisations retarde pour la commande active des structures. Nous employons ici la vitesse-rétroaction positive, commande de time-retarder et prouvons que son exécution est, en général, supérieur à la méthodologie précédemment développée d'employer le temps retardée, commande négative de vitesse-rétroaction. Une étude détaillée effectuée dans cet article des poteaux de nonsystem et leur interaction avec les poteaux de système indique les raisons de ceci. Des résultats analytiques liés à l'exécution et à la stabilité de la nouvelle méthode sont présentés. Nous nous appliquons la méthodologie active de commande de rétroaction positive de vitesse retardée par temps à un système de multidegree-de-liberté soumis au composant de S00E de l'accélération au sol enregistré pendant le tremblement de terre 1940 de EL Centro. L'excellent comportement en termes de stabilité, exécution, et efficacité de commande qui est démontrée par notre conception de commande de time-retarder comme sa exécution facile le rend attrayant pour la réduction de risque de tremblement de terre pratiquement parlant.
En ligne : fudwadia@usc.edu [article] Time-Delayed Positive Velocity Feed back Control Design for Active Control of Structures = La Conception Retardée par le Temps Positive de Commande de Rétroaction de Vitesse pour la Commande Active des Structures [texte imprimé] / Phohomsiri, Phailaung, Auteur ; Udwadia, Firdaus E., Auteur ; Von Bremen, Hubertus F. ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique . - 690-703 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 690-703 p.
Mots-clés : Active control Earthquake engineering Stability Delay time Velocity Structural control Commande active Technologie de tremblement de terre Stabilité Temps retardé Vitesse Commande structurale Index. décimale : 551.4 Résumé : In this paper we present and propose a design methodology that uses intentional time delays for the active control of structures. We use here positive velocity-feedback, time-delayed control and show that its performance is, in general, superior to the previously developed methodology of using time delayed, negative velocity-feedback control. A detailed study carried out in this paper of the nonsystem poles and their interaction with the system poles reveals the reasons for this. Analytical results related to performance and stability of the new method are presented. We apply the time delayed positive velocity feedback active control methodology to a multidegree-of-freedom system subjected to the S00E component of ground acceleration recorded during the El Centro 1940 earthquake. The excellent behavior in terms of stability, performance, and control efficiency that is demonstrated by our time-delayed control design as well as its facile implementation makes it attractive for earthquake hazard mitigation in a practical sense.
En cet article nous présentons et proposons une méthodologie de conception que le temps intentionnel d'utilisations retarde pour la commande active des structures. Nous employons ici la vitesse-rétroaction positive, commande de time-retarder et prouvons que son exécution est, en général, supérieur à la méthodologie précédemment développée d'employer le temps retardée, commande négative de vitesse-rétroaction. Une étude détaillée effectuée dans cet article des poteaux de nonsystem et leur interaction avec les poteaux de système indique les raisons de ceci. Des résultats analytiques liés à l'exécution et à la stabilité de la nouvelle méthode sont présentés. Nous nous appliquons la méthodologie active de commande de rétroaction positive de vitesse retardée par temps à un système de multidegree-de-liberté soumis au composant de S00E de l'accélération au sol enregistré pendant le tremblement de terre 1940 de EL Centro. L'excellent comportement en termes de stabilité, exécution, et efficacité de commande qui est démontrée par notre conception de commande de time-retarder comme sa exécution facile le rend attrayant pour la réduction de risque de tremblement de terre pratiquement parlant.
En ligne : fudwadia@usc.edu
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