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Variational Basis of Nonlinear Flexibility Methods for Structural Analysis of Frames / Hjelmstad, K. D. in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°11 (Novembre 2005)

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°11 (Novembre 2005) . - 1157-1169 p. Titre : Variational Basis of Nonlinear Flexibility Methods for Structural Analysis of Frames Titre original : Base Variationnelle des Méthodes Non-Linéaires de Flexibilité pour l'Analyse Structurale des Armatures Type de document : texte imprimé Auteurs : Hjelmstad, K. D., Auteur ; Ross B. Corotis, Editeur scientifique ; Taciroglu, E., Auteur Article en page(s) : 1157-1169 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Frames  Beams  Finite  elements  Structural  analysis  Armatures  Eléments  finis  Analyse  structurale Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : There have been a number of contributions to the literature on a class of structural analysis methods referred to as nonlinear flexibility methods. These methods appear to perform ery well compared to classical stiffness approaches for problems with constitutive nonlinearities. Although most of these methods appeal to variational principles, the exact variational basis of these methods hasnot been entirely clear. Some of them even seem not to be variationally consistent. We show in this paper that, because the equations of equilibrium and kinematics are directly integrable, a nonlinear flexibility method (in the spirit of those presented in the literature) can be derived without appeal to variational principles. The Method does not perform element integrals. There is no need for h refinement to improve accuracy. Further, we show that this nonlinear flexibility method is essentially identical, with some subtle algorithmic differe,nces, to a two field (Hellinger-Reissner) variational principle when the stress interpolation is exact (which is possible for this class of problems). We demonstrate the utility of the nonlinear flexibility method by applying it to a problem involving cyclic inelastic loading wherein the strain fields evolve into functions that are difficult to capture through interpolation. Il y a eu un certain nombre de contributions à la littérature sur une classe des méthodes structurales d'analyse désignées sous le nom des méthodes non-linéaires de flexibilité. Ces méthodes semblent exécuter le puits ery comparé aux approches classiques de rigidité pour des problèmes avec des non-linéarités constitutives. Bien que la plupart de ces méthodes fassent appel aux principes variationnels, la base variationnelle exacte du hasnot de ces méthodes été entièrement clair. Certains d'entre elles semblent même ne pas être variationally conformés. Nous prouvons en cet article que, parce que les équations de l'équilibre et de la cinématique sont directement intégrables, une méthode non-linéaire de flexibilité (dans l'esprit de ceux présentés dans la littérature) peut être dérivée sans appel aux principes variationnels. La méthode n'exécute pas des intégrales d'élément. Il n'y a aucun besoin d'amélioration de h d'améliorer l'exactitude. De plus, nous prouvons que cette méthode non-linéaire de flexibilité est essentiellement identique, à un certain differe algorithmique subtile, des nces, à un principe variationnel de deux champs (Hellinger-Reissner) quand l'interpolation d'effort est exacte (ce qui est possible à cette classe des problèmes). Nous démontrons l'utilité de la méthode non-linéaire de flexibilité en s'appliquant l'à un problème comportant le chargement non élastique cyclique où les champs de contrainte se transforment en les fonctions il est difficile capturer que par l'interpolation. [article] Variational Basis of Nonlinear Flexibility Methods for Structural Analysis of Frames = Base Variationnelle des Méthodes Non-Linéaires de Flexibilité pour l'Analyse Structurale des Armatures [texte imprimé] / Hjelmstad, K. D., Auteur ; Ross B. Corotis, Editeur scientifique ; Taciroglu, E., Auteur . - 1157-1169 p. Génie Civil Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°11 (Novembre 2005) . - 1157-1169 p. Mots-clés : Frames  Beams  Finite  elements  Structural  analysis  Armatures  Eléments  finis  Analyse  structurale Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : There have been a number of contributions to the literature on a class of structural analysis methods referred to as nonlinear flexibility methods. These methods appear to perform ery well compared to classical stiffness approaches for problems with constitutive nonlinearities. Although most of these methods appeal to variational principles, the exact variational basis of these methods hasnot been entirely clear. Some of them even seem not to be variationally consistent. We show in this paper that, because the equations of equilibrium and kinematics are directly integrable, a nonlinear flexibility method (in the spirit of those presented in the literature) can be derived without appeal to variational principles. The Method does not perform element integrals. There is no need for h refinement to improve accuracy. Further, we show that this nonlinear flexibility method is essentially identical, with some subtle algorithmic differe,nces, to a two field (Hellinger-Reissner) variational principle when the stress interpolation is exact (which is possible for this class of problems). We demonstrate the utility of the nonlinear flexibility method by applying it to a problem involving cyclic inelastic loading wherein the strain fields evolve into functions that are difficult to capture through interpolation. Il y a eu un certain nombre de contributions à la littérature sur une classe des méthodes structurales d'analyse désignées sous le nom des méthodes non-linéaires de flexibilité. Ces méthodes semblent exécuter le puits ery comparé aux approches classiques de rigidité pour des problèmes avec des non-linéarités constitutives. Bien que la plupart de ces méthodes fassent appel aux principes variationnels, la base variationnelle exacte du hasnot de ces méthodes été entièrement clair. Certains d'entre elles semblent même ne pas être variationally conformés. Nous prouvons en cet article que, parce que les équations de l'équilibre et de la cinématique sont directement intégrables, une méthode non-linéaire de flexibilité (dans l'esprit de ceux présentés dans la littérature) peut être dérivée sans appel aux principes variationnels. La méthode n'exécute pas des intégrales d'élément. Il n'y a aucun besoin d'amélioration de h d'améliorer l'exactitude. De plus, nous prouvons que cette méthode non-linéaire de flexibilité est essentiellement identique, à un certain differe algorithmique subtile, des nces, à un principe variationnel de deux champs (Hellinger-Reissner) quand l'interpolation d'effort est exacte (ce qui est possible à cette classe des problèmes). Nous démontrons l'utilité de la méthode non-linéaire de flexibilité en s'appliquant l'à un problème comportant le chargement non élastique cyclique où les champs de contrainte se transforment en les fonctions il est difficile capturer que par l'interpolation.