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Bouc–wen-type models with stiffness degradation / Silvano Erlicher in Journal of engineering mechanics, Vol. 134 N°10 (Octobre 2008)

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 134 N°10 (Octobre 2008) . - pp. 843–855. Titre : Bouc–wen-type models with stiffness degradation : Thermodynamic analysis and applications Type de document : texte imprimé Auteurs : Silvano Erlicher, Auteur ; Oreste S. Bursi, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : pp. 843–855. Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Thermodynamics,  Stiffness,  Energy Résumé : In this paper, a thermodynamic analysis of Bouc–Wen models endowed with both strength and stiffness degradation is provided. This analysis is based on the relationship between the flow rules of these models and those of the endochronic plasticity theory with damage, discussed in a companion paper. Using the theoretical framework of that extended endochronic theory, it is shown that an elastic Bouc–Wen model with damage, i.e., without plastic strains, can be formulated. Moreover, a proper definition of the dissipated energy of these Bouc–Wen models with degradation is given and some thermodynamic constraints on the parameters defining the models behavior are emphasized and discussed. In particular, some properties of the energetic linear stiffness degradation rule as well as the so-called pivot rule, well known in the seismic engineering field, are illustrated and commented upon. An improved energetic stiffness degradation rule and a new stiffness degradation rule are proposed. ISSN : 0733-9399 [article] Bouc–wen-type models with stiffness degradation : Thermodynamic analysis and applications [texte imprimé] / Silvano Erlicher, Auteur ; Oreste S. Bursi, Auteur . - 2008 . - pp. 843–855. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 134 N°10 (Octobre 2008) . - pp. 843–855. Mots-clés : Thermodynamics,  Stiffness,  Energy Résumé : In this paper, a thermodynamic analysis of Bouc–Wen models endowed with both strength and stiffness degradation is provided. This analysis is based on the relationship between the flow rules of these models and those of the endochronic plasticity theory with damage, discussed in a companion paper. Using the theoretical framework of that extended endochronic theory, it is shown that an elastic Bouc–Wen model with damage, i.e., without plastic strains, can be formulated. Moreover, a proper definition of the dissipated energy of these Bouc–Wen models with degradation is given and some thermodynamic constraints on the parameters defining the models behavior are emphasized and discussed. In particular, some properties of the energetic linear stiffness degradation rule as well as the so-called pivot rule, well known in the seismic engineering field, are illustrated and commented upon. An improved energetic stiffness degradation rule and a new stiffness degradation rule are proposed. ISSN : 0733-9399

Displacement-Base and Two-Field Mixed Variational Formulations for Composite Beams with Shear Lag / Sun, Fei-Fei in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N° 2 (Fevrier 2005) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N° 2 (Fevrier 2005) . - 199-210 p. Titre : Displacement-Base and Two-Field Mixed Variational Formulations for Composite Beams with Shear Lag Titre original : Le Déplacement-Basé et Deux-Champ ont Mélangé des Formulations Variationnelles pour les Faisceaux Composés au Retard de Cisaillement Type de document : texte imprimé Auteurs : Sun, Fei-Fei, Auteur ; Oreste S. Bursi, Auteur Article en page(s) : 199-210 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Composite  beams  Shear  lag  Finite  elements  Slip  Displacement  Faisceaux  composés  Retard  de  cisaillement  Elements  finis  Glissade  Déplacement Index. décimale : 621.34 Résumé : Displacement-based and two-field mixed beam elements are proposed for the linear analysis of steel-concrete composite beams with shear lag and deformable shear connection. The Kinematics of the shear lag relies on a parabolic shear warping function of uniform shape along the slab. These assumptions are verified by comparing a closed-form solution of the composite beam problem with the results provided by the ABAQUS code. Moreover, three displacement-based finite elements and two mixed elements where both variables, and displacements are aapproximated within the elements are developed especially for very coarse discretizations. All models neglect uplift and consider shear connectors using distributed interface elements. Locking problems that arise in the 10 degrees-of-freedom (DOF) displacement-based element which ensures the lowest regularity required by the problem are detected. Then, a locking-free element which relies on a reduced integration and a scaling factor method is proposed and analyzed for fine mesh discretizations. Energy errors and convergence rates of the proposed elements are illustrated while numerical examples dealing with a fixed-end-steel-concrete composite beam and a simply supported concrete Tee beam are considered to confirm the validity of the closed-form solution and illustrate the performance of the proposed elemnts, especially of the ones with 10 and 13 DOF. on propose des éléments Déplacement-basés et parchamp mélangés de faisceau pour l'analyse linéaire des faisceaux composés acier-concrets avec le retard de cisaillement et le raccordement deformable de cisaillement. La cinématique du retard de cisaillement se fonde sur une fonction de déformation de cisaillement parabolique de forme uniforme le long de la galette. Ces prétentions sont vérifiées en comparant une solution de forme close du problème composé de faisceau aux résultats fournis par le code d'ABAQUS. D'ailleurs, trois déplacement-ont basé les éléments finis et deux ont mélangé des éléments où les deux variables, et déplacements sont aapproximated dans les éléments sont développés particulièrement pour des discrétisations très brutes. Tout le soulèvement de négligence de modèles et considèrent des connecteurs de cisaillement en utilisant les éléments distribués d'interface. La fermeture des problèmes qui surgissent dans la degré-de-liberté 10 (DOF) déplacement-a basé l'élément qui assure la plus basse régularité exigée par le problème sont détectées. Puis, un élément fermer à clef-libre qui se fonde sur une intégration réduite et une méthode de facteur de graduation est proposé et analysé des discrétisations à maille fine. Des erreurs d'énergie et les taux de convergence des éléments proposés sont illustrés tandis que des exemples numériques traitant un faisceau composé fixe-extrémité-acier-concret et un faisceau concret simplement soutenu de pièce en t sont considérés comme confirmers la validité de la solution de forme close et illustrer l'exécution des elemnts proposés, particulièrement de ceux avec 10 et 13 DOF. En ligne : feifei.sun@ing.unitn.it, oreste.bursi@ing.unitn.it [article] Displacement-Base and Two-Field Mixed Variational Formulations for Composite Beams with Shear Lag = Le Déplacement-Basé et Deux-Champ ont Mélangé des Formulations Variationnelles pour les Faisceaux Composés au Retard de Cisaillement [texte imprimé] / Sun, Fei-Fei, Auteur ; Oreste S. Bursi, Auteur . - 199-210 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N° 2 (Fevrier 2005) . - 199-210 p. Mots-clés : Composite  beams  Shear  lag  Finite  elements  Slip  Displacement  Faisceaux  composés  Retard  de  cisaillement  Elements  finis  Glissade  Déplacement Index. décimale : 621.34 Résumé : Displacement-based and two-field mixed beam elements are proposed for the linear analysis of steel-concrete composite beams with shear lag and deformable shear connection. The Kinematics of the shear lag relies on a parabolic shear warping function of uniform shape along the slab. These assumptions are verified by comparing a closed-form solution of the composite beam problem with the results provided by the ABAQUS code. Moreover, three displacement-based finite elements and two mixed elements where both variables, and displacements are aapproximated within the elements are developed especially for very coarse discretizations. All models neglect uplift and consider shear connectors using distributed interface elements. Locking problems that arise in the 10 degrees-of-freedom (DOF) displacement-based element which ensures the lowest regularity required by the problem are detected. Then, a locking-free element which relies on a reduced integration and a scaling factor method is proposed and analyzed for fine mesh discretizations. Energy errors and convergence rates of the proposed elements are illustrated while numerical examples dealing with a fixed-end-steel-concrete composite beam and a simply supported concrete Tee beam are considered to confirm the validity of the closed-form solution and illustrate the performance of the proposed elemnts, especially of the ones with 10 and 13 DOF. on propose des éléments Déplacement-basés et parchamp mélangés de faisceau pour l'analyse linéaire des faisceaux composés acier-concrets avec le retard de cisaillement et le raccordement deformable de cisaillement. La cinématique du retard de cisaillement se fonde sur une fonction de déformation de cisaillement parabolique de forme uniforme le long de la galette. Ces prétentions sont vérifiées en comparant une solution de forme close du problème composé de faisceau aux résultats fournis par le code d'ABAQUS. D'ailleurs, trois déplacement-ont basé les éléments finis et deux ont mélangé des éléments où les deux variables, et déplacements sont aapproximated dans les éléments sont développés particulièrement pour des discrétisations très brutes. Tout le soulèvement de négligence de modèles et considèrent des connecteurs de cisaillement en utilisant les éléments distribués d'interface. La fermeture des problèmes qui surgissent dans la degré-de-liberté 10 (DOF) déplacement-a basé l'élément qui assure la plus basse régularité exigée par le problème sont détectées. Puis, un élément fermer à clef-libre qui se fonde sur une intégration réduite et une méthode de facteur de graduation est proposé et analysé des discrétisations à maille fine. Des erreurs d'énergie et les taux de convergence des éléments proposés sont illustrés tandis que des exemples numériques traitant un faisceau composé fixe-extrémité-acier-concret et un faisceau concret simplement soutenu de pièce en t sont considérés comme confirmers la validité de la solution de forme close et illustrer l'exécution des elemnts proposés, particulièrement de ceux avec 10 et 13 DOF. En ligne : feifei.sun@ing.unitn.it, oreste.bursi@ing.unitn.it

Linearly implicit time integration methods for real-time dynamic substructure testing / Oreste S. Bursi in Journal of engineering mechanics, Vol. 136 N° 11 (Novembre 2010) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 136 N° 11 (Novembre 2010) . - pp.1380-1389 Titre : Linearly implicit time integration methods for real-time dynamic substructure testing Type de document : texte imprimé Auteurs : Oreste S. Bursi, Auteur ; Leqia He, Auteur ; Charles-Philippe Lamarche, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp.1380-1389 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Algorithms  Substructures  Dynamic  tests  Stiffness. Résumé : The simulation in real time of heterogeneous systems has to guarantee that the time integration of the equations of motion is always successfully completed within an a priori fixed sampling time interval. Therefore, numerical and/or physical substructures as well as numerical solution methods have to be adapted to the needs of real-time simulations. Monolithic stable numerical methods are implicit and cannot be easily used in real-time applications because of their iterative strategies necessary to solve the nonlinear corrector equations. As an alternative, in the present paper, we consider linearly implicit Rosenbrock-based L-stable real-time (LSRT) compatible algorithms with both two-stage and three-stage. Moreover, other linearly implicit structural integrators used nowadays to perform coupled simulations in real time are introduced too. Successively, typical properties of monolithic algorithms are shown when large time steps are employed. The loss of stability and the reduction of accuracy of these algorithms, when applied to coupled systems caused by kinematically closed loops, are analyzed in-depth through a split-inertia substructured system. In this respect, the benefits of the L-stability property are shown. Finally, the performance of the algorithms under investigation appears in a number of more realistic tests considering both nonstiff and stiff substructures. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/emo/resource/1/jenmdt/v136/i11/p1380_s1?isAuthorized=no [article] Linearly implicit time integration methods for real-time dynamic substructure testing [texte imprimé] / Oreste S. Bursi, Auteur ; Leqia He, Auteur ; Charles-Philippe Lamarche, Auteur . - 2011 . - pp.1380-1389. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 136 N° 11 (Novembre 2010) . - pp.1380-1389 Mots-clés : Algorithms  Substructures  Dynamic  tests  Stiffness. Résumé : The simulation in real time of heterogeneous systems has to guarantee that the time integration of the equations of motion is always successfully completed within an a priori fixed sampling time interval. Therefore, numerical and/or physical substructures as well as numerical solution methods have to be adapted to the needs of real-time simulations. Monolithic stable numerical methods are implicit and cannot be easily used in real-time applications because of their iterative strategies necessary to solve the nonlinear corrector equations. As an alternative, in the present paper, we consider linearly implicit Rosenbrock-based L-stable real-time (LSRT) compatible algorithms with both two-stage and three-stage. Moreover, other linearly implicit structural integrators used nowadays to perform coupled simulations in real time are introduced too. Successively, typical properties of monolithic algorithms are shown when large time steps are employed. The loss of stability and the reduction of accuracy of these algorithms, when applied to coupled systems caused by kinematically closed loops, are analyzed in-depth through a split-inertia substructured system. In this respect, the benefits of the L-stability property are shown. Finally, the performance of the algorithms under investigation appears in a number of more realistic tests considering both nonstiff and stiff substructures. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/emo/resource/1/jenmdt/v136/i11/p1380_s1?isAuthorized=no