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Journal of engineering mechanics / Sackman, Jerome L. . Vol. 130 N°8Journal of Engineering Mechanics (ASCE)Mention de date : Août 2004 Paru le : 10/12/2006 |
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Ajouter le résultat dans votre panierFinite-Element Analysis of Cylindrical Panels with Random Initial Imperfections / Papadopoulos, Vissarion in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 867-876 p.
Titre : Finite-Element Analysis of Cylindrical Panels with Random Initial Imperfections Titre original : Analyse d'Elément Fini des Panneaux Cylindrique avec des Imperfections Initiales Aléatoires Type de document : texte imprimé Auteurs : Papadopoulos, Vissarion, Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique ; Papadrakakis, Manolis, Auteur Article en page(s) : 867-876 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Finite element Imperfection Stochastic processes Panels Eléments finis Processus stochastiques Panneaux Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Stochastic finite-element analysis of shells is performed using the spectral representation method for the description of the random fields in conjunction with the local average method for the formulation of the stochastic stiffness matrix of the elements. A stochastic formulation of the nonlinear triangular composites facet triangular shell element is implemented for the stability analysis of cylindrical panels with random initial imperfections. The imperfections are described as a two-dimensional univariate homogeneous stochastic field. The elastic modulus and the shell thickness are also described as two-dimensional uni-variate homogeneous stochastic fields. The variability of the limit load of the cylindrical panel is then computed using the Monte Carlo simulation. Useful conclusions for the buckling behavior of cylindrical panels with random initial imperfections are derived from the numerical tests presented in this paper. These tests also demonstrate the applicability of the proposed methodology in realistic problems.
L'analyse stochastique d'élément fini des coquilles est exécutée en utilisant la méthode spectrale de représentation pour la description des champs aléatoires en même temps que la méthode moyenne locale pour la formulation de la matrice stochastique de rigidité des éléments. Une formulation stochastique de l'élément triangulaire de coquille de facette triangulaire non-linéaire de composés est mise en application pour l'analyse de stabilité des panneaux cylindrique avec des imperfections initiales aléatoires. Les imperfections sont décrites comme champ stochastique homogène univariable bidimensionnel. Le module élastique et l'épaisseur de la coque sont également décrits en tant que champs stochastiques homogènes univariables bidimensionnels. La variabilité de la charge de limite du panneau cylindrique est alors calculée en utilisant la simulation de Monte Carlo. Des conclusions utiles pour le comportement de boucle des panneaux cylindrique avec des imperfections initiales aléatoires sont dérivées des essais numériques présentés en cet article. Ces éssais démontrent également l'applicabilité de la méthodologie proposée dans le
réaliste de problèmes.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : vpapado@central.ntua.gr, mpapadra@central.ntua.gr [article] Finite-Element Analysis of Cylindrical Panels with Random Initial Imperfections = Analyse d'Elément Fini des Panneaux Cylindrique avec des Imperfections Initiales Aléatoires [texte imprimé] / Papadopoulos, Vissarion, Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique ; Papadrakakis, Manolis, Auteur . - 867-876 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 867-876 p.
Mots-clés : Finite element Imperfection Stochastic processes Panels Eléments finis Processus stochastiques Panneaux Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Stochastic finite-element analysis of shells is performed using the spectral representation method for the description of the random fields in conjunction with the local average method for the formulation of the stochastic stiffness matrix of the elements. A stochastic formulation of the nonlinear triangular composites facet triangular shell element is implemented for the stability analysis of cylindrical panels with random initial imperfections. The imperfections are described as a two-dimensional univariate homogeneous stochastic field. The elastic modulus and the shell thickness are also described as two-dimensional uni-variate homogeneous stochastic fields. The variability of the limit load of the cylindrical panel is then computed using the Monte Carlo simulation. Useful conclusions for the buckling behavior of cylindrical panels with random initial imperfections are derived from the numerical tests presented in this paper. These tests also demonstrate the applicability of the proposed methodology in realistic problems.
L'analyse stochastique d'élément fini des coquilles est exécutée en utilisant la méthode spectrale de représentation pour la description des champs aléatoires en même temps que la méthode moyenne locale pour la formulation de la matrice stochastique de rigidité des éléments. Une formulation stochastique de l'élément triangulaire de coquille de facette triangulaire non-linéaire de composés est mise en application pour l'analyse de stabilité des panneaux cylindrique avec des imperfections initiales aléatoires. Les imperfections sont décrites comme champ stochastique homogène univariable bidimensionnel. Le module élastique et l'épaisseur de la coque sont également décrits en tant que champs stochastiques homogènes univariables bidimensionnels. La variabilité de la charge de limite du panneau cylindrique est alors calculée en utilisant la simulation de Monte Carlo. Des conclusions utiles pour le comportement de boucle des panneaux cylindrique avec des imperfections initiales aléatoires sont dérivées des essais numériques présentés en cet article. Ces éssais démontrent également l'applicabilité de la méthodologie proposée dans le
réaliste de problèmes.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : vpapado@central.ntua.gr, mpapadra@central.ntua.gr Element Level System Identification with Unknown Input with Rayleigh Damping / Ling, Xiaolin in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 877-885
Titre : Element Level System Identification with Unknown Input with Rayleigh Damping Titre original : Identification de Niveau de Système d'Elément avec l'Entrée Inconnue et l'Atténuation de Rayleigh Type de document : texte imprimé Auteurs : Ling, Xiaolin, Auteur ; Haldar, Achintya, Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique Article en page(s) : 877-885 Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Defects Damping Nondestructive tests Finite elements Structural analysis Damage assessment Défauts Atténuation Essais non destructifs Eléments finis Analyse structurale Evaluation de dommages Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A novel system identification procedure is proposed for nondestructive damage evaluation of structures. It is a finite element-based time-domain linear system identification technique capable of identifying structures at the element level. The unique features of the algorithm are that it can identify a structure without using any input excitation information and it can consider both viscous and Rayleigh-type proportional damping in the dynamic models. The consideration of proportional damping introduces a source of nonlinearity in the otherwise linear dynamic algorithm. However, it will also reduce the total number of damping coefficients to be identified, reducing the size of the problem. The Taylor series approximation is used to transform a nonlinear set of equations to a linear set of equations. The proposed algorithm, denoted as the modified iterative least square with unknown input algorithm, is verified with several examples considering various types of structures including shear-type building, truss, and beams. The algorithm accurately identified the stiffness of structures at the element level for both viscous (linear) and proportional (nonlinear) damping cases. It is capable of identifying a structure even with noise-contaminated response information. An example shows how the algorithm could be used in detecting the exact location of a defect in a defective element. The algorithm is being developed further and is expected to provide an economical, simple, efficient, and robust system identification technique that can be used as a nondestructive defect detection procedure in the near future.
On propose un procédé d'identification de système de roman pour l'évaluation non destructive de dommages des structures. C'est une technique linéaire élément-finie basée d'identification de système de domaine de temps capable d'identifier des structures au niveau d'élément. Les dispositifs uniques de l'algorithme sont qu'il peut identifier une structure sans employer n'importe quelle information d'excitation d'entrée et il peut considérer type visqueux et de Rayleigh atténuation proportionnelle dans les modèles dynamiques. La considération de l'atténuation proportionnelle présente une source de non-linéarité dans l'algorithme dynamique autrement linéaire. Cependant, elle réduira également tout le nombre d'atténuer des coefficients à identifier, réduisant la taille du problème. L'approximation de série de tailleur est employée pour transformer un ensemble non-linéaire d'équations à un ensemble linéaire d'équations. L'algorithme proposé, dénoté en tant qu'itératif modifié moindre carré avec l'algorithme inconnu d'entrée, est vérifié avec plusieurs exemples considérant de divers types de structures comprenant le type de cisaillement bâtiment, botte, et faisceaux. L'algorithme a exactement identifié la rigidité des structures au niveau d'élément pour visqueux (linéaire) et proportionnel (non linéaire) atténuant des cas. Il est capable d'identifier une structure même avec l'information de réponse souillée par bruit. Un exemple montre comment l'algorithme pourrait être employé en détectant l'endroit exact d'un défaut dans un élément défectueux. On s'attend à ce que l'algorithme est développé plus loin et fournisse une technique économique, simple, efficace, et robuste d'identification de système qui peut être employée comme procédé non destructif de détection de défaut dans un proche avenir.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : haldar@u.arizona.edu [article] Element Level System Identification with Unknown Input with Rayleigh Damping = Identification de Niveau de Système d'Elément avec l'Entrée Inconnue et l'Atténuation de Rayleigh [texte imprimé] / Ling, Xiaolin, Auteur ; Haldar, Achintya, Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique . - 877-885.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 877-885
Mots-clés : Defects Damping Nondestructive tests Finite elements Structural analysis Damage assessment Défauts Atténuation Essais non destructifs Eléments finis Analyse structurale Evaluation de dommages Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A novel system identification procedure is proposed for nondestructive damage evaluation of structures. It is a finite element-based time-domain linear system identification technique capable of identifying structures at the element level. The unique features of the algorithm are that it can identify a structure without using any input excitation information and it can consider both viscous and Rayleigh-type proportional damping in the dynamic models. The consideration of proportional damping introduces a source of nonlinearity in the otherwise linear dynamic algorithm. However, it will also reduce the total number of damping coefficients to be identified, reducing the size of the problem. The Taylor series approximation is used to transform a nonlinear set of equations to a linear set of equations. The proposed algorithm, denoted as the modified iterative least square with unknown input algorithm, is verified with several examples considering various types of structures including shear-type building, truss, and beams. The algorithm accurately identified the stiffness of structures at the element level for both viscous (linear) and proportional (nonlinear) damping cases. It is capable of identifying a structure even with noise-contaminated response information. An example shows how the algorithm could be used in detecting the exact location of a defect in a defective element. The algorithm is being developed further and is expected to provide an economical, simple, efficient, and robust system identification technique that can be used as a nondestructive defect detection procedure in the near future.
On propose un procédé d'identification de système de roman pour l'évaluation non destructive de dommages des structures. C'est une technique linéaire élément-finie basée d'identification de système de domaine de temps capable d'identifier des structures au niveau d'élément. Les dispositifs uniques de l'algorithme sont qu'il peut identifier une structure sans employer n'importe quelle information d'excitation d'entrée et il peut considérer type visqueux et de Rayleigh atténuation proportionnelle dans les modèles dynamiques. La considération de l'atténuation proportionnelle présente une source de non-linéarité dans l'algorithme dynamique autrement linéaire. Cependant, elle réduira également tout le nombre d'atténuer des coefficients à identifier, réduisant la taille du problème. L'approximation de série de tailleur est employée pour transformer un ensemble non-linéaire d'équations à un ensemble linéaire d'équations. L'algorithme proposé, dénoté en tant qu'itératif modifié moindre carré avec l'algorithme inconnu d'entrée, est vérifié avec plusieurs exemples considérant de divers types de structures comprenant le type de cisaillement bâtiment, botte, et faisceaux. L'algorithme a exactement identifié la rigidité des structures au niveau d'élément pour visqueux (linéaire) et proportionnel (non linéaire) atténuant des cas. Il est capable d'identifier une structure même avec l'information de réponse souillée par bruit. Un exemple montre comment l'algorithme pourrait être employé en détectant l'endroit exact d'un défaut dans un élément défectueux. On s'attend à ce que l'algorithme est développé plus loin et fournisse une technique économique, simple, efficace, et robuste d'identification de système qui peut être employée comme procédé non destructif de détection de défaut dans un proche avenir.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : haldar@u.arizona.edu Rigid Finite Element Method for Upper Bound Limit Analysis of Soil Slopes Subjected to Pore Water Pressure / Chen, Jian in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 886-893 p.
Titre : Rigid Finite Element Method for Upper Bound Limit Analysis of Soil Slopes Subjected to Pore Water Pressure Titre original : Méthode d'Elément Fini Rigide pour l'Analyse de Limite Supérieure des Pentes de Sol Soumises à la Pression d'Eau Interstitielle Type de document : texte imprimé Auteurs : Chen, Jian, Auteur ; Yin, Jian-Hua, Auteur ; Lee, C. F. ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique Article en page(s) : 886-893 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Slope stability Pore water pressure Limit analysis Nonlinear programming Finite element method Stabilité de pente Pression d'eau interstitielle Analyse de limite Programmation non-linéaire Méthode d'élément fini Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The traditional approach for assessing the stability of slopes is using limit equilibrium methods. Recently, many efforts have been made to utilize limit analysis methods based on the upper bound and lower bound limit theorems in plasticity. In this paper, an upper bound limit analysis method using rigid finite elements is presented. Rigid finite elements are used to discretize the slope media. Kinematically admissible velocity discontinuities are permitted to occur at all interelement boundaries. The traditional definition of factor of safety is adopted in the present method so that the results from the limit analysis can be directly compared with those from methods of slices. The presence of water can be considered through work terms in the energy.work balance equation. To do this effectively, the pore water pressure is considered as an external force, similar to gravity and surface tractions. The proposed method formulates the slope stability problem as a nonlinear optimization problem with constraints based on the yield criterion, flow rule, boundary conditions, and the energy.work balance equation. The optimization problem is solved by a sequential quadratic algorithm. Two numerical examples are presented to illustrate the validation and potential applications of the present method.
il approche traditionnelle pour évaluer la stabilité des pentes emploie des méthodes d'équilibre de limite. Récemment, beaucoup d'efforts ont été faits d'utiliser des méthodes d'analyse de limite basées sur la limite supérieure et les théorèmes de limite de limite inférieure dans la plasticité. En cet article, une méthode d'analyse de limite de limite supérieure employant les éléments finis rigides est présentée. Des éléments finis rigides sont employés discrétisent les médias de pente. Cinématiquement des discontinuités admissibles de vitesse sont autorisées pour se produire à toutes les frontières d'interelement. La définition traditionnelle du facteur de la sûreté est adoptée dans la méthode actuelle de sorte que les résultats de l'analyse de limite puissent être directement comparés à ceux des méthodes de tranches. La présence de l'eau peut être considérée par des limites de travail dans l'équation d'équilibre d'energie-work. Pour faire ceci efficacement, la pression d'eau interstitielle est considérée comme comme force externe, semblable aux tractions de pesanteur et de surface. La méthode proposée formule le problème de stabilité de pente comme problème non linéaire d'optimisation avec des contraintes basées sur le critère de rendement, règle d'écoulement, états de frontière, et énergie-work l'équation d'équilibre. Le problème d'optimisation est résolu par un algorithme quadratique séquentiel. Deux exemples numériques sont présentés pour illustrer les applications de validation et de potentiel de la méthode actuelle.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : cejhyin@polyu.edu.hk [article] Rigid Finite Element Method for Upper Bound Limit Analysis of Soil Slopes Subjected to Pore Water Pressure = Méthode d'Elément Fini Rigide pour l'Analyse de Limite Supérieure des Pentes de Sol Soumises à la Pression d'Eau Interstitielle [texte imprimé] / Chen, Jian, Auteur ; Yin, Jian-Hua, Auteur ; Lee, C. F. ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique . - 886-893 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 886-893 p.
Mots-clés : Slope stability Pore water pressure Limit analysis Nonlinear programming Finite element method Stabilité de pente Pression d'eau interstitielle Analyse de limite Programmation non-linéaire Méthode d'élément fini Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The traditional approach for assessing the stability of slopes is using limit equilibrium methods. Recently, many efforts have been made to utilize limit analysis methods based on the upper bound and lower bound limit theorems in plasticity. In this paper, an upper bound limit analysis method using rigid finite elements is presented. Rigid finite elements are used to discretize the slope media. Kinematically admissible velocity discontinuities are permitted to occur at all interelement boundaries. The traditional definition of factor of safety is adopted in the present method so that the results from the limit analysis can be directly compared with those from methods of slices. The presence of water can be considered through work terms in the energy.work balance equation. To do this effectively, the pore water pressure is considered as an external force, similar to gravity and surface tractions. The proposed method formulates the slope stability problem as a nonlinear optimization problem with constraints based on the yield criterion, flow rule, boundary conditions, and the energy.work balance equation. The optimization problem is solved by a sequential quadratic algorithm. Two numerical examples are presented to illustrate the validation and potential applications of the present method.
il approche traditionnelle pour évaluer la stabilité des pentes emploie des méthodes d'équilibre de limite. Récemment, beaucoup d'efforts ont été faits d'utiliser des méthodes d'analyse de limite basées sur la limite supérieure et les théorèmes de limite de limite inférieure dans la plasticité. En cet article, une méthode d'analyse de limite de limite supérieure employant les éléments finis rigides est présentée. Des éléments finis rigides sont employés discrétisent les médias de pente. Cinématiquement des discontinuités admissibles de vitesse sont autorisées pour se produire à toutes les frontières d'interelement. La définition traditionnelle du facteur de la sûreté est adoptée dans la méthode actuelle de sorte que les résultats de l'analyse de limite puissent être directement comparés à ceux des méthodes de tranches. La présence de l'eau peut être considérée par des limites de travail dans l'équation d'équilibre d'energie-work. Pour faire ceci efficacement, la pression d'eau interstitielle est considérée comme comme force externe, semblable aux tractions de pesanteur et de surface. La méthode proposée formule le problème de stabilité de pente comme problème non linéaire d'optimisation avec des contraintes basées sur le critère de rendement, règle d'écoulement, états de frontière, et énergie-work l'équation d'équilibre. Le problème d'optimisation est résolu par un algorithme quadratique séquentiel. Deux exemples numériques sont présentés pour illustrer les applications de validation et de potentiel de la méthode actuelle.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : cejhyin@polyu.edu.hk Frequency Response of Flag-Shaped Single Degree-of-Freedom Hysteretic Systems / Christopoulos, Constantin in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 894-903 p.
Titre : Frequency Response of Flag-Shaped Single Degree-of-Freedom Hysteretic Systems Titre original : Réponse en Fréquence de Simple Drapeau-Formé Degré- des Systèmes par Hystérésis de Liberté Type de document : texte imprimé Auteurs : Christopoulos, Constantin, Auteur ; Ghanem, Roger G., Auteur Article en page(s) : 894-903 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Frequency response Hysteresis Energy dissipation Réponse en fréquence Hystérésis Dissipation d'énergie Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Recognizing the importance of limiting residual deformations that are usually associated with the response of full hysteretic systems under seismic loading, a number of energy dissipating devices and innovative structural systems exhibiting a full recentering response have recently been developed. Although these systems encompass the highly desirable self-centering characteristic, they inherently have less energy dissipation capacity when compared to more traditional fuller hysteretic systems. Little information is available on the nonlinear dynamics of systems exhibiting this flag-shaped hysteresis. In this paper, the frequency response of single degree of freedom (SDOF) systems exhibiting the flag-shaped hysteresis is computed in a closed form using the method of slowly varying parameters. The solution is derived for two independent variables representing the postyielding stiffness and energy dissipation capacity that define all self-centering hysteretic systems. The hysteretic systems covered by this formulation range from bilinear elastic systems (with no energy dissipation) to full bilinear elastoplastic. The frequency response exhibits a softening branch with multiple solution regions. A relationship between the system properties and bounded response at resonance for a given amplitude of excitation is also derived. Further analysis is carried out to assess the stability of these multiple solution regions. It is found that both stable solution branches can be achieved depending on the nature of the excitation. An amplitude jump phenomenon is also present both in increasing frequency and decreasing frequency sweeps. The concept of theoretical versus likely response curve is discussed for less idealized excitation functions.
Identifiant l'importance de limiter les déformations résiduelles qui sont habituellement associées à la réponse de pleins systèmes par hystérésis sous le chargement séismique, un certain nombre de dispositifs absorbants d'énergie et les systèmes structuraux innovateurs montrant une pleine réponse recentrante ont été récemment développés. Bien que ces systèmes entourent l'individu fortement souhaitable centrant la caractéristique, ils ont en soi moins de capacité de dissipation d'énergie une fois comparés à de plus pleins systèmes par hystérésis plus traditionnels. Peu d'information est disponible sur la dynamique non linéaire des systèmes montrant cette hystérésis formée par drapeau. En cet article, la réponse en fréquence du seul degré de systèmes de la liberté (SDOF) montrant l'hystérésis formée par drapeau est calculée sous une forme fermée en utilisant la méthode de changer lentement des paramètres. La solution est dérivée pour deux variables indépendantes représentant la capacité rendement de poteau de dissipation de rigidité et d'énergie qui définissent tout l'individu centrant les systèmes par hystérésis. Les systèmes par hystérésis couverts par cette formulation s'étendent des systèmes élastiques bilinéaires (sans la dissipation d'énergie) à plein élastoplastique bilinéaire. La réponse en fréquence montre une branche se ramollissante avec des régions multiples de solution. Un rapport entre les propriétés de système et la réponse liée à la résonance pour une amplitude donnée de l'excitation est également dérivé. Davantage d'analyse est effectuée pour évaluer la stabilité de ces régions multiples de solution. On le constate que les deux branches stables de solution peuvent être réalisées selon la nature de l'excitation. Un phénomène de saut d'amplitude est également présent dans la fréquence croissante et les champs décroissants de fréquence. Le concept de théorique contre la courbe de réponse probable est discuté pour moins de fonctions idéalisées d'excitation.
Identifiant l'importance de limiter les déformations résiduelles qui sont habituellement associées à la réponse de pleins systèmes par hystérésis sous le chargement séismique, un certain nombre de dispositifs absorbants d'énergie et les systèmes structuraux innovateurs montrant une pleine réponse recentrante ont été récemment développés. Bien que ces systèmes entourent la caractéristique fortement souhaitable d'art de l'auto-portrait-centrage, ils ont en soi moins de capacité de dissipation d'énergie une fois comparés à de plus pleins systèmes par hystérésis plus traditionnels. Peu d'information est disponible sur la dynamique non-linéaire des systèmes montrant ceci hystérésis drapeau-formée. En cet article, la réponse en fr3quence du seul degré de systèmes de la liberté (SDOF) montrant l'hystérésis drapeau-formée est calculée sous une forme fermée en utilisant la méthode de changer lentement des paramètres. La solution est dérivée pour deux variables indépendantes représentant la capacité postyielding de dissipation de rigidité et d'énergie qui définissent tous les systèmes par hystérésis de art de l'auto-portrait-centering. Les systèmes par hystérésis couverts par cette formulation s'étendent des systèmes élastiques bilinéaires (sans la dissipation d'énergie) à plein élastoplastique bilinéaire. La réponse en fréquence montre une branche se ramollissante avec des régions multiples de solution. Un rapport entre les propriétés de système et la réponse liée à la résonance pour une amplitude donnée de l'excitation est également dérivé. Davantage d'analyse est effectuée pour évaluer la stabilité de ces régions multiples de solution. On le constate que les deux branches stables de solution peuvent être réalisées selon la nature de l'excitation. Un phénomène de saut d'amplitude est également présent dans la fréquence croissante et les champs décroissants de fréquence. Le concept de théorique contre la courbe de réponse probable est discuté pour moins de fonctions idéalisées d'excitation.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : c.christopoulos@utoronto.ca [article] Frequency Response of Flag-Shaped Single Degree-of-Freedom Hysteretic Systems = Réponse en Fréquence de Simple Drapeau-Formé Degré- des Systèmes par Hystérésis de Liberté [texte imprimé] / Christopoulos, Constantin, Auteur ; Ghanem, Roger G., Auteur . - 894-903 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 894-903 p.
Mots-clés : Frequency response Hysteresis Energy dissipation Réponse en fréquence Hystérésis Dissipation d'énergie Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Recognizing the importance of limiting residual deformations that are usually associated with the response of full hysteretic systems under seismic loading, a number of energy dissipating devices and innovative structural systems exhibiting a full recentering response have recently been developed. Although these systems encompass the highly desirable self-centering characteristic, they inherently have less energy dissipation capacity when compared to more traditional fuller hysteretic systems. Little information is available on the nonlinear dynamics of systems exhibiting this flag-shaped hysteresis. In this paper, the frequency response of single degree of freedom (SDOF) systems exhibiting the flag-shaped hysteresis is computed in a closed form using the method of slowly varying parameters. The solution is derived for two independent variables representing the postyielding stiffness and energy dissipation capacity that define all self-centering hysteretic systems. The hysteretic systems covered by this formulation range from bilinear elastic systems (with no energy dissipation) to full bilinear elastoplastic. The frequency response exhibits a softening branch with multiple solution regions. A relationship between the system properties and bounded response at resonance for a given amplitude of excitation is also derived. Further analysis is carried out to assess the stability of these multiple solution regions. It is found that both stable solution branches can be achieved depending on the nature of the excitation. An amplitude jump phenomenon is also present both in increasing frequency and decreasing frequency sweeps. The concept of theoretical versus likely response curve is discussed for less idealized excitation functions.
Identifiant l'importance de limiter les déformations résiduelles qui sont habituellement associées à la réponse de pleins systèmes par hystérésis sous le chargement séismique, un certain nombre de dispositifs absorbants d'énergie et les systèmes structuraux innovateurs montrant une pleine réponse recentrante ont été récemment développés. Bien que ces systèmes entourent l'individu fortement souhaitable centrant la caractéristique, ils ont en soi moins de capacité de dissipation d'énergie une fois comparés à de plus pleins systèmes par hystérésis plus traditionnels. Peu d'information est disponible sur la dynamique non linéaire des systèmes montrant cette hystérésis formée par drapeau. En cet article, la réponse en fréquence du seul degré de systèmes de la liberté (SDOF) montrant l'hystérésis formée par drapeau est calculée sous une forme fermée en utilisant la méthode de changer lentement des paramètres. La solution est dérivée pour deux variables indépendantes représentant la capacité rendement de poteau de dissipation de rigidité et d'énergie qui définissent tout l'individu centrant les systèmes par hystérésis. Les systèmes par hystérésis couverts par cette formulation s'étendent des systèmes élastiques bilinéaires (sans la dissipation d'énergie) à plein élastoplastique bilinéaire. La réponse en fréquence montre une branche se ramollissante avec des régions multiples de solution. Un rapport entre les propriétés de système et la réponse liée à la résonance pour une amplitude donnée de l'excitation est également dérivé. Davantage d'analyse est effectuée pour évaluer la stabilité de ces régions multiples de solution. On le constate que les deux branches stables de solution peuvent être réalisées selon la nature de l'excitation. Un phénomène de saut d'amplitude est également présent dans la fréquence croissante et les champs décroissants de fréquence. Le concept de théorique contre la courbe de réponse probable est discuté pour moins de fonctions idéalisées d'excitation.
Identifiant l'importance de limiter les déformations résiduelles qui sont habituellement associées à la réponse de pleins systèmes par hystérésis sous le chargement séismique, un certain nombre de dispositifs absorbants d'énergie et les systèmes structuraux innovateurs montrant une pleine réponse recentrante ont été récemment développés. Bien que ces systèmes entourent la caractéristique fortement souhaitable d'art de l'auto-portrait-centrage, ils ont en soi moins de capacité de dissipation d'énergie une fois comparés à de plus pleins systèmes par hystérésis plus traditionnels. Peu d'information est disponible sur la dynamique non-linéaire des systèmes montrant ceci hystérésis drapeau-formée. En cet article, la réponse en fr3quence du seul degré de systèmes de la liberté (SDOF) montrant l'hystérésis drapeau-formée est calculée sous une forme fermée en utilisant la méthode de changer lentement des paramètres. La solution est dérivée pour deux variables indépendantes représentant la capacité postyielding de dissipation de rigidité et d'énergie qui définissent tous les systèmes par hystérésis de art de l'auto-portrait-centering. Les systèmes par hystérésis couverts par cette formulation s'étendent des systèmes élastiques bilinéaires (sans la dissipation d'énergie) à plein élastoplastique bilinéaire. La réponse en fréquence montre une branche se ramollissante avec des régions multiples de solution. Un rapport entre les propriétés de système et la réponse liée à la résonance pour une amplitude donnée de l'excitation est également dérivé. Davantage d'analyse est effectuée pour évaluer la stabilité de ces régions multiples de solution. On le constate que les deux branches stables de solution peuvent être réalisées selon la nature de l'excitation. Un phénomène de saut d'amplitude est également présent dans la fréquence croissante et les champs décroissants de fréquence. Le concept de théorique contre la courbe de réponse probable est discuté pour moins de fonctions idéalisées d'excitation.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : c.christopoulos@utoronto.ca Accuracy Order of Crank--Nicolson Discretization for Hydrostatic Free-Surface Flow / Hodges, Ben R. in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 904-910 p.
Titre : Accuracy Order of Crank--Nicolson Discretization for Hydrostatic Free-Surface Flow Titre original : Ordre d'Exactitude de la Discrétisation Détraquée de Nicolson pour l'Ecoulement Extérieur Libre Hydrostatique Type de document : texte imprimé Auteurs : Hodges, Ben R., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique Article en page(s) : 904-910 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Computational fluid dynamics technique Numerical models Free surfaces Models accuracy Overland flow Technique liquide informatique de dynamique Modèles numériques Surfaces libres Modèle l'exactitude Ecoulement de surface Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Application of Crank-Nicolson (CN) discretization to the hydrostatic (or shallow-water) free-surface equation in two-dimensional or three-dimensional Reynolds-averaged Navier.Stokes models neglects a second order term. The neglected term is zero at steady state, so it does not appear in steady-state accuracy analyses. A new correction term is derived that restores second-order accuracy. The correction is significant when the amplitude of the surface oscillation is within two orders of magnitude of the water depth and the barotropic Courant-Friedrichs-Lewy (CFL) stability condition is less than unity. Analysis shows that the CN accuracy for an unforced free-surface oscillation is degraded to first order when the barotropic CFL stability condition is greater than unity, independent of whether or not the new correction term is applied. The results indicate that the semi-implicit Crank-Nicolson method, applied to the hydrostatic free-surface evolution equation, is only first-order accurate for the time and space scales typically used in lake, estuarine, and coastal ocean studies.
L'application de la discrétisation détraquée de Nicolson (CN) l'eau) hydrostatique (ou peu profonde à l'équation de libre-surface dans les modèles Reynolds-faits la moyenne bidimensionnels ou tridimensionnels de Navier.Stokes néglige une limite du second degré. La limite négligée est zéro à l'état d'équilibre, ainsi elle n'apparaît pas dans des analyses d'exactitude d'état d'équilibre. On dérive une nouvelle limite de correction qui reconstitue l'exactitude du second degré. La correction est significative quand l'amplitude de l'oscillation extérieure est à moins de deux ordres de grandeur de la profondeur de l'eau et l'état barotropic de stabilité de Courant Friedrichs Lewy (CFL) est moins que l'unité. L'analyse prouve que l'exactitude de CN pour l'oscillation extérieure libre est dégradée au premier ordre quand l'état barotropic de stabilité de CFL est unité plus grande que, indépendant de si le nouveau terme de correction est appliqué. Les résultats indiquent que la méthode détraquée semi implicite de Nicolson, appliquée à l'équation extérieure libre hydrostatique d'évolution, est seulement le premier ordre précis pour les balances de temps et d'espace typiquement utilisées dans les études de lac, d'estuaire, et côtières d'océan.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hodges@mail.utexas.edu [article] Accuracy Order of Crank--Nicolson Discretization for Hydrostatic Free-Surface Flow = Ordre d'Exactitude de la Discrétisation Détraquée de Nicolson pour l'Ecoulement Extérieur Libre Hydrostatique [texte imprimé] / Hodges, Ben R., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique . - 904-910 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 904-910 p.
Mots-clés : Computational fluid dynamics technique Numerical models Free surfaces Models accuracy Overland flow Technique liquide informatique de dynamique Modèles numériques Surfaces libres Modèle l'exactitude Ecoulement de surface Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Application of Crank-Nicolson (CN) discretization to the hydrostatic (or shallow-water) free-surface equation in two-dimensional or three-dimensional Reynolds-averaged Navier.Stokes models neglects a second order term. The neglected term is zero at steady state, so it does not appear in steady-state accuracy analyses. A new correction term is derived that restores second-order accuracy. The correction is significant when the amplitude of the surface oscillation is within two orders of magnitude of the water depth and the barotropic Courant-Friedrichs-Lewy (CFL) stability condition is less than unity. Analysis shows that the CN accuracy for an unforced free-surface oscillation is degraded to first order when the barotropic CFL stability condition is greater than unity, independent of whether or not the new correction term is applied. The results indicate that the semi-implicit Crank-Nicolson method, applied to the hydrostatic free-surface evolution equation, is only first-order accurate for the time and space scales typically used in lake, estuarine, and coastal ocean studies.
L'application de la discrétisation détraquée de Nicolson (CN) l'eau) hydrostatique (ou peu profonde à l'équation de libre-surface dans les modèles Reynolds-faits la moyenne bidimensionnels ou tridimensionnels de Navier.Stokes néglige une limite du second degré. La limite négligée est zéro à l'état d'équilibre, ainsi elle n'apparaît pas dans des analyses d'exactitude d'état d'équilibre. On dérive une nouvelle limite de correction qui reconstitue l'exactitude du second degré. La correction est significative quand l'amplitude de l'oscillation extérieure est à moins de deux ordres de grandeur de la profondeur de l'eau et l'état barotropic de stabilité de Courant Friedrichs Lewy (CFL) est moins que l'unité. L'analyse prouve que l'exactitude de CN pour l'oscillation extérieure libre est dégradée au premier ordre quand l'état barotropic de stabilité de CFL est unité plus grande que, indépendant de si le nouveau terme de correction est appliqué. Les résultats indiquent que la méthode détraquée semi implicite de Nicolson, appliquée à l'équation extérieure libre hydrostatique d'évolution, est seulement le premier ordre précis pour les balances de temps et d'espace typiquement utilisées dans les études de lac, d'estuaire, et côtières d'océan.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hodges@mail.utexas.edu Analyzing Dynamic Behavior of Geopsynthetic-Reinforced Soil Retaining Walls / Ling, Hoe I. in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 911-920 p.
Titre : Analyzing Dynamic Behavior of Geopsynthetic-Reinforced Soil Retaining Walls Titre original : Analyse du Comportement Dynamique des Murs de Soutènement Renforcés Geo-Synthétiques de Sol Type de document : texte imprimé Auteurs : Ling, Hoe I., Auteur ; Huabei Liu, Auteur ; Kaliakin, Victor N. ; Leshchinsky, Dov ; Landis, Eric N., Editeur scientifique Article en page(s) : 911-920 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Retaining walls Soil structure Geosynthetics Plasticity Finite elements Murs de soutènement Structure de sol Geosynthètiques Plasticité Eléments finis Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : An advanced generalized plasticity soil model and bounding surface geosynthetic model, in conjunction with a dynamic finite element procedure, are used to analyze the behavior of geosynthetic-reinforced soil retaining walls. The construction behavior of a full-scale wall is first analyzed followed by a series of five shaking table tests conducted in a centrifuge. The parameters for the sandy backfill soils are calibrated through the results of monotonic and cyclic triaxial tests. The wall facing deformations, strains in the geogrid reinforcement layers, lateral earth pressures acting at the facing blocks, and vertical stresses at the foundation are presented. In the centrifugal shaking table tests, the response of the walls subject to 20 cycles of sinusoidal wave having a frequency of 2 Hz and of acceleration amplitude of 0.2g are compared with the results of analysis. The acceleration in the backfill, strain in the geogrid layers, and facing deformation are computed and compared to the test results. The results of analysis for both static and dynamic tests compared reasonably well with the experimental results.
Un modèle généralisé avançé de sol de plasticité et le modèle geo-synthétique extérieur de bondissement, en même temps qu'un procédé fini dynamique d'élément, sont employés pour analyser le comportement des murs de soutènement renforcés geosynthetic de sol. Le comportement de construction d'un mur complet est d'abord analysé suivi d'une série de cinq essais de secousse de table effectués dans une centrifugeuse. Les paramètres pour sandy remblayent des sols sont calibrés par les résultats des essais à trois axes monotoniques et cycliques. Les déformations de revêtements de mur, contraintes dans les couches de renfort de geo-grille, la terre latérale pressurise l'action aux blocs de revêtements, et des efforts verticaux à la base sont présentés. Dans le centrifugeur secouant des essais de table, la réponse des murs sujet à 20 cycles de la vague sinusoïdale ayant une fréquence de 2 hertz et d'amplitude d'accélération de 0.2g sont comparées aux résultats de l'analyse. L'accélération dans le remblai, la contrainte dans les couches de geo-grille, et la déformation de revêtements sont calculées et comparées aux résultats d'essai. Les résultats de l'analyse pour les essais statiques et dynamiques ont raisonnablement bien rivalisé avec les résultats expérimentaux.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : ling@civil.columbia.edu [article] Analyzing Dynamic Behavior of Geopsynthetic-Reinforced Soil Retaining Walls = Analyse du Comportement Dynamique des Murs de Soutènement Renforcés Geo-Synthétiques de Sol [texte imprimé] / Ling, Hoe I., Auteur ; Huabei Liu, Auteur ; Kaliakin, Victor N. ; Leshchinsky, Dov ; Landis, Eric N., Editeur scientifique . - 911-920 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 911-920 p.
Mots-clés : Retaining walls Soil structure Geosynthetics Plasticity Finite elements Murs de soutènement Structure de sol Geosynthètiques Plasticité Eléments finis Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : An advanced generalized plasticity soil model and bounding surface geosynthetic model, in conjunction with a dynamic finite element procedure, are used to analyze the behavior of geosynthetic-reinforced soil retaining walls. The construction behavior of a full-scale wall is first analyzed followed by a series of five shaking table tests conducted in a centrifuge. The parameters for the sandy backfill soils are calibrated through the results of monotonic and cyclic triaxial tests. The wall facing deformations, strains in the geogrid reinforcement layers, lateral earth pressures acting at the facing blocks, and vertical stresses at the foundation are presented. In the centrifugal shaking table tests, the response of the walls subject to 20 cycles of sinusoidal wave having a frequency of 2 Hz and of acceleration amplitude of 0.2g are compared with the results of analysis. The acceleration in the backfill, strain in the geogrid layers, and facing deformation are computed and compared to the test results. The results of analysis for both static and dynamic tests compared reasonably well with the experimental results.
Un modèle généralisé avançé de sol de plasticité et le modèle geo-synthétique extérieur de bondissement, en même temps qu'un procédé fini dynamique d'élément, sont employés pour analyser le comportement des murs de soutènement renforcés geosynthetic de sol. Le comportement de construction d'un mur complet est d'abord analysé suivi d'une série de cinq essais de secousse de table effectués dans une centrifugeuse. Les paramètres pour sandy remblayent des sols sont calibrés par les résultats des essais à trois axes monotoniques et cycliques. Les déformations de revêtements de mur, contraintes dans les couches de renfort de geo-grille, la terre latérale pressurise l'action aux blocs de revêtements, et des efforts verticaux à la base sont présentés. Dans le centrifugeur secouant des essais de table, la réponse des murs sujet à 20 cycles de la vague sinusoïdale ayant une fréquence de 2 hertz et d'amplitude d'accélération de 0.2g sont comparées aux résultats de l'analyse. L'accélération dans le remblai, la contrainte dans les couches de geo-grille, et la déformation de revêtements sont calculées et comparées aux résultats d'essai. Les résultats de l'analyse pour les essais statiques et dynamiques ont raisonnablement bien rivalisé avec les résultats expérimentaux.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : ling@civil.columbia.edu Parameter Estimation for Multiple-Input Multiple -Output Modal Analysis of Large Structures / F. Necati Catbas in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 921-930 p.
Titre : Parameter Estimation for Multiple-Input Multiple -Output Modal Analysis of Large Structures Titre original : Evaluation de Paramètre pour l'Analyse Modale de Rendement Multiple Multiple d'Entrée de Grandes Structures Type de document : texte imprimé Auteurs : F. Necati Catbas, Auteur ; Brown, David L., Auteur ; Aktan, Emin A. ; Nicos Makris, Editeur scientifique Article en page(s) : 921-930 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamics Modal analysis Bridges Parameters Damage Load tests Impact tests Structural analysis Analyse structurale Essais au choc Essais de charge Dommages Paramètres Ponts Analyse modale Dynamique Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Experimental modal analysis (EMA) has been explored as a technology for condition assessment and damage identification of constructed structures. However, successful EMA applications such as damage detection to constructed systems pose certain difficulties. The properties of constructed systems are influenced by temperature changes as well as other natural influences such as movements in addition to any deterioration and damage. Writers were challenged in their attempts to measure the dynamic properties of an aged bridge by EMA due to inconsistencies within the data set due to short-term variations in ambient conditions. A complex interaction was observed between the dynamic properties of the bridge, hour-to-hour changes in temperature, and controlled damages applied to the bridge. Inconsistencies in the data set made curve fitting difficult for some common parameter estimation algorithms that have been designed to handle consistent data sets. Although the quality of measurements within the entire data set was affected by time variance and nonlinearity, increasing the number of reference measurements significantly improved the reliability of the information which could be extracted. In conjunction with the multiple-input multiple-output technique, a parameter estimation method using complex mode indicator function (CMIF) was developed and implemented in this study to determine the modal properties with proper scaling to obtain modal flexibility. This method proved to be very successful among many others with the data acquired from the aged and deteriorated highway bridge. In this paper, challenges in reliable identification of modal parameters from large structures are reviewed and the new CMIF based algorithm is documented. The method is evaluated on actual bridge data sets from a damage detection research study.
L'analyse modale expérimentale (EMA) a été explorée comme une technologie pour l'identification d'évaluation et de dommages de condition des structures construites. Cependant, les applications réussies d'EMA telles que la détection de dommages aux systèmes construits posent certaines difficultés. Les propriétés des systèmes construits sont influencées par des changements de température comme d'autres influences normales telles que des mouvements en plus de tous détérioration et dommages. Des auteurs ont été défiés dans leurs tentatives de mesurer les propriétés dynamiques d'un pont âgé par EMA dû aux contradictions dans le Modem dû aux variations courtes de limite des conditions ambiantes. On a observé une interaction complexe entre les propriétés dynamiques du pont, l'heure aux changements d'heure de la température, et les dommages commandés appliqués au pont. Les contradictions dans le Modem ont rendu l'ajustement de courbe difficile pour quelques algorithmes d'évaluation de paramètre commun qui ont été conçus pour manipuler à Modem conformés. Bien que la qualité des mesures dans le Modem entier ait été affectée par désaccord et non linéarités de temps, l'augmentation du nombre de mesures de référence a amélioré de manière significative la fiabilité d'information qui pourrait être extraite. En même temps que la technique multiple à entrées multiples de rendement, une méthode d'évaluation de paramètre employant la fonction complexe d'indicateur de mode (CMIF) a été développée et appliquée dans cette étude pour déterminer les propriétés modales avec la graduation appropriée pour obtenir la flexibilité modale. Cette méthode s'est avérée très réussie parmi beaucoup d'autres avec les données acquises haut du pont âgé et détérioré de manière. En cet article, des défis dans l'identification fiable des paramètres modaux de grandes structures sont passés en revue et le nouvel algorithme basé par CMIF est documenté. La méthode est évaluée sur les Modem réels de pont d'une étude de recherches de détection de dommages.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 [article] Parameter Estimation for Multiple-Input Multiple -Output Modal Analysis of Large Structures = Evaluation de Paramètre pour l'Analyse Modale de Rendement Multiple Multiple d'Entrée de Grandes Structures [texte imprimé] / F. Necati Catbas, Auteur ; Brown, David L., Auteur ; Aktan, Emin A. ; Nicos Makris, Editeur scientifique . - 921-930 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 921-930 p.
Mots-clés : Dynamics Modal analysis Bridges Parameters Damage Load tests Impact tests Structural analysis Analyse structurale Essais au choc Essais de charge Dommages Paramètres Ponts Analyse modale Dynamique Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Experimental modal analysis (EMA) has been explored as a technology for condition assessment and damage identification of constructed structures. However, successful EMA applications such as damage detection to constructed systems pose certain difficulties. The properties of constructed systems are influenced by temperature changes as well as other natural influences such as movements in addition to any deterioration and damage. Writers were challenged in their attempts to measure the dynamic properties of an aged bridge by EMA due to inconsistencies within the data set due to short-term variations in ambient conditions. A complex interaction was observed between the dynamic properties of the bridge, hour-to-hour changes in temperature, and controlled damages applied to the bridge. Inconsistencies in the data set made curve fitting difficult for some common parameter estimation algorithms that have been designed to handle consistent data sets. Although the quality of measurements within the entire data set was affected by time variance and nonlinearity, increasing the number of reference measurements significantly improved the reliability of the information which could be extracted. In conjunction with the multiple-input multiple-output technique, a parameter estimation method using complex mode indicator function (CMIF) was developed and implemented in this study to determine the modal properties with proper scaling to obtain modal flexibility. This method proved to be very successful among many others with the data acquired from the aged and deteriorated highway bridge. In this paper, challenges in reliable identification of modal parameters from large structures are reviewed and the new CMIF based algorithm is documented. The method is evaluated on actual bridge data sets from a damage detection research study.
L'analyse modale expérimentale (EMA) a été explorée comme une technologie pour l'identification d'évaluation et de dommages de condition des structures construites. Cependant, les applications réussies d'EMA telles que la détection de dommages aux systèmes construits posent certaines difficultés. Les propriétés des systèmes construits sont influencées par des changements de température comme d'autres influences normales telles que des mouvements en plus de tous détérioration et dommages. Des auteurs ont été défiés dans leurs tentatives de mesurer les propriétés dynamiques d'un pont âgé par EMA dû aux contradictions dans le Modem dû aux variations courtes de limite des conditions ambiantes. On a observé une interaction complexe entre les propriétés dynamiques du pont, l'heure aux changements d'heure de la température, et les dommages commandés appliqués au pont. Les contradictions dans le Modem ont rendu l'ajustement de courbe difficile pour quelques algorithmes d'évaluation de paramètre commun qui ont été conçus pour manipuler à Modem conformés. Bien que la qualité des mesures dans le Modem entier ait été affectée par désaccord et non linéarités de temps, l'augmentation du nombre de mesures de référence a amélioré de manière significative la fiabilité d'information qui pourrait être extraite. En même temps que la technique multiple à entrées multiples de rendement, une méthode d'évaluation de paramètre employant la fonction complexe d'indicateur de mode (CMIF) a été développée et appliquée dans cette étude pour déterminer les propriétés modales avec la graduation appropriée pour obtenir la flexibilité modale. Cette méthode s'est avérée très réussie parmi beaucoup d'autres avec les données acquises haut du pont âgé et détérioré de manière. En cet article, des défis dans l'identification fiable des paramètres modaux de grandes structures sont passés en revue et le nouvel algorithme basé par CMIF est documenté. La méthode est évaluée sur les Modem réels de pont d'une étude de recherches de détection de dommages.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 Probabilistic Approach to Predict Cracking in Lightly Reinforced Microconcrete Panels / Da Silva, Ana Rita in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 931-942 p.
Titre : Probabilistic Approach to Predict Cracking in Lightly Reinforced Microconcrete Panels Titre original : Approche Probabiliste pour Prévoir Criquage dans les Panneaux Micro-Concrets Légèrement Renforcés Type de document : texte imprimé Auteurs : Da Silva, Ana Rita, Auteur ; Ulm, Franz-Josef, Editeur scientifique ; François Hild ; Billardon, René ; Proença, Sergio P. B., Auteur Article en page(s) : 931-942 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Concrete reinforced Cracking Panels Probabilistic methods Scale effect Béton armé Panneaux Effet de balance Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The ultimate strength of structures made of brittle materials.such as microconcrete.strongly depends on microstructural defects, the structure size, and the loading pattern. Probabilistic approaches allow one to take account of such dependencies. By using a Weibull model, cracking of ferrocement panels is analyzed. Provided the behavior of the reinforcement remains elastic, it is shown that the Weibull parameters identified on unreinforced microconcrete samples tested in flexure may be used to predict multiple cracking in ferrocement panels tested in tension. A key aspect of the analysis is related to the understanding and modeling of the stress heterogeneity effect on the local failure probability of unreinforced as well as reinforced microconcrete by the use of a so-called Weibull stress.
La force finale des structures faites de materials, souvent fragile comme micro-concrete. dépend des défauts micro-structuraux, de la taille de structure, et du modèle de chargement. Les approches probabilistes permettent de tenir compte de telles dépendances. En employant un modèle de Weibull, criquage
des panneaux de ferro-ciment est analysé. Si le comportement du renfort demeure élastique, on lui montre que les paramètres de Weibull identifiés sur les échantillons micro-concrets non renforcés essayés dans la flexure peuvent être employés pour prévoir criquage multiple dans des panneaux de ferro-ciment examinés dans la tension. Un aspect principal de l'analyse est lié à l'arrangement et à modeler de l'effet d'hétérogénéité d'effort sur la probabilité locale d'échec de non renforcé comme micro-concret renforcé par l'utilisation d'un prétendu effort de Weibull.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hild@lmt.ens-cachan.fr [article] Probabilistic Approach to Predict Cracking in Lightly Reinforced Microconcrete Panels = Approche Probabiliste pour Prévoir Criquage dans les Panneaux Micro-Concrets Légèrement Renforcés [texte imprimé] / Da Silva, Ana Rita, Auteur ; Ulm, Franz-Josef, Editeur scientifique ; François Hild ; Billardon, René ; Proença, Sergio P. B., Auteur . - 931-942 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 931-942 p.
Mots-clés : Concrete reinforced Cracking Panels Probabilistic methods Scale effect Béton armé Panneaux Effet de balance Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The ultimate strength of structures made of brittle materials.such as microconcrete.strongly depends on microstructural defects, the structure size, and the loading pattern. Probabilistic approaches allow one to take account of such dependencies. By using a Weibull model, cracking of ferrocement panels is analyzed. Provided the behavior of the reinforcement remains elastic, it is shown that the Weibull parameters identified on unreinforced microconcrete samples tested in flexure may be used to predict multiple cracking in ferrocement panels tested in tension. A key aspect of the analysis is related to the understanding and modeling of the stress heterogeneity effect on the local failure probability of unreinforced as well as reinforced microconcrete by the use of a so-called Weibull stress.
La force finale des structures faites de materials, souvent fragile comme micro-concrete. dépend des défauts micro-structuraux, de la taille de structure, et du modèle de chargement. Les approches probabilistes permettent de tenir compte de telles dépendances. En employant un modèle de Weibull, criquage
des panneaux de ferro-ciment est analysé. Si le comportement du renfort demeure élastique, on lui montre que les paramètres de Weibull identifiés sur les échantillons micro-concrets non renforcés essayés dans la flexure peuvent être employés pour prévoir criquage multiple dans des panneaux de ferro-ciment examinés dans la tension. Un aspect principal de l'analyse est lié à l'arrangement et à modeler de l'effet d'hétérogénéité d'effort sur la probabilité locale d'échec de non renforcé comme micro-concret renforcé par l'utilisation d'un prétendu effort de Weibull.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hild@lmt.ens-cachan.fr Evolutionary Spectra Estimation using Wavelets / Spanos, Pol D. in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 952-960 p.
Titre : Evolutionary Spectra Estimation using Wavelets Titre original : Evaluation Evolutionnaire de Spectres en Utilisant des Ondelettes Type de document : texte imprimé Auteurs : Spanos, Pol D., Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique ; Failla, Giuseppe, Auteur Article en page(s) : 952-960 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Stationary processes Earthquakes Spectra Spectral density function Stochastic processes Processus stationnaires Tremblements de terre Spectres Fonction spectrale de densité Processus stochastiques Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A wavelets-based method is developed to estimate the evolutionary power spectral density (EPSD) of nonstationary stochastic processes. The method relies on the property that the continuous wavelet transform of a nonstationary process can be treated as a stochastic process with EPSD given in terms of the EPSD of the process in a closed form. This yields an equation in the frequency domain relating the instantaneous mean-square value of the wavelet transform to the EPSD of the process. A number of these equations are considered, each related to a certain scale of the wavelet transform, in conjunction with representing the target EPSD as a sum of time-independent shape functions modulated by time-dependent coefficients; the squared moduli of the Fourier transforms of the wavelets associated with the selected scales are taken as shape functions. This leads to a linear system of equations which is solved to determine the unknown time-dependent coefficients; the same system matrix applies for all time instances. Numerical examples demonstrate the accuracy and computational efficiency of the proposed method.
Une méthode basée par ondelettes est développée pour estimer la densité spectrale de puissance évolutionnaire (EPSD) des processus stochastiques non stationnaires. La méthode se fonde sur la propriété que le ondelettes continu transforment d'un processus non stationnaire peut être traité comme processus stochastique avec EPSD donné en termes d'EPSD du processus sous une forme fermée. Ceci rapporte une équation dans le domaine de fréquence reliant la valeur instantanée de place moyenne du ondelettes transforment à l'EPSD du processus. Un certain nombre de ces équations sont considérées, chacun lié à une certaine balance du wavelet transforment, en même temps que représenter la cible EPSD comme une somme de fonctions indépendantes de forme de temps modulées par des coefficients de personne à charge de temps ; les modules carrés de Fourier transforme des ondelettes liés aux balances choisies sont pris comme fonctions de forme. Ceci mène à un système linéaire des équations qui est résolu pour déterminer les coefficients inconnus de personne à charge de temps ; la même matrice de système s'applique pour tous les exemples de temps. Les exemples numériques démontrent l'exactitude et l'efficacité informatique de la méthode proposée.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 [article] Evolutionary Spectra Estimation using Wavelets = Evaluation Evolutionnaire de Spectres en Utilisant des Ondelettes [texte imprimé] / Spanos, Pol D., Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique ; Failla, Giuseppe, Auteur . - 952-960 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 952-960 p.
Mots-clés : Stationary processes Earthquakes Spectra Spectral density function Stochastic processes Processus stationnaires Tremblements de terre Spectres Fonction spectrale de densité Processus stochastiques Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A wavelets-based method is developed to estimate the evolutionary power spectral density (EPSD) of nonstationary stochastic processes. The method relies on the property that the continuous wavelet transform of a nonstationary process can be treated as a stochastic process with EPSD given in terms of the EPSD of the process in a closed form. This yields an equation in the frequency domain relating the instantaneous mean-square value of the wavelet transform to the EPSD of the process. A number of these equations are considered, each related to a certain scale of the wavelet transform, in conjunction with representing the target EPSD as a sum of time-independent shape functions modulated by time-dependent coefficients; the squared moduli of the Fourier transforms of the wavelets associated with the selected scales are taken as shape functions. This leads to a linear system of equations which is solved to determine the unknown time-dependent coefficients; the same system matrix applies for all time instances. Numerical examples demonstrate the accuracy and computational efficiency of the proposed method.
Une méthode basée par ondelettes est développée pour estimer la densité spectrale de puissance évolutionnaire (EPSD) des processus stochastiques non stationnaires. La méthode se fonde sur la propriété que le ondelettes continu transforment d'un processus non stationnaire peut être traité comme processus stochastique avec EPSD donné en termes d'EPSD du processus sous une forme fermée. Ceci rapporte une équation dans le domaine de fréquence reliant la valeur instantanée de place moyenne du ondelettes transforment à l'EPSD du processus. Un certain nombre de ces équations sont considérées, chacun lié à une certaine balance du wavelet transforment, en même temps que représenter la cible EPSD comme une somme de fonctions indépendantes de forme de temps modulées par des coefficients de personne à charge de temps ; les modules carrés de Fourier transforme des ondelettes liés aux balances choisies sont pris comme fonctions de forme. Ceci mène à un système linéaire des équations qui est résolu pour déterminer les coefficients inconnus de personne à charge de temps ; la même matrice de système s'applique pour tous les exemples de temps. Les exemples numériques démontrent l'exactitude et l'efficacité informatique de la méthode proposée.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 Flow Variation of Duckbill Valve Jet in Relation to Large Elastic Deformation / Lee, Joseph H. in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 971-981 p.
Titre : Flow Variation of Duckbill Valve Jet in Relation to Large Elastic Deformation Titre original : Variation de Flux de la Valve de Duckbill Relié en Jet par Rapport à la Grande Déformation Elastique Type de document : texte imprimé Auteurs : Lee, Joseph H., Auteur ; Lo, S. H., Auteur ; Lee, K. L. ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique Article en page(s) : 971-981 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Elastomer Finite element method Deformation Fluid-structure interaction Elasticity Water flow Elastomère Méthode d'élément fini Interaction liquide de structure Elasticité Ecoulement d'eau Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Duckbill-shaped elastomer valves are often installed on waste-water effluent diffusers, stormwater outfalls, and industrial flow systems to prevent backflow and sediment/salt water intrusion. Unlike fixed diameter nozzles, the flow from a duckbill valve (DBV) depends both on the driving pressure and the size of the valve opening. A nonlinear large deformation finite element analysis of a prototype DBV is reported herein. The elastomer is modeled as a hyperelastic incompressible solid, and the flow inside the DBV, shaped like a converging nozzle, is treated as energy conserving. The deformed valve is computed iteratively from sequential standard large deformation analysis of the internal flow and pressure loading. The calculations show that the valve opening is lip shaped, and the maximum stress occurs around the two sides of the saddle of the DBV; maximum strains are on the order of 5%. In contrast to the traditional square-root head.discharge dependence, a linear pressure.discharge relation is predicted for a range of elastomer thickness; the jet velocity/valve opening area varies nonlinearly with discharge. The normalized predictions of valve discharge flow and opening area as a function of the driving pressure are in excellent agreement with experimental data.
Des valves d'élastomère formées par Duckbill sont souvent installées sur les diffuseurs effluents d'eau usagée, les décharges de précipitation exceptionnelle, et les systèmes d'écoulement industriels pour empêcher l'intrusion d'eau salée de refoulement et de sédiment. À la différence des becs fixes de diamètre, l'écoulement d'une valve de duckbill (DBV) dépend tous les deux de la pression d'entraînement et de la taille de l'ouverture de valve. Une analyse finie d'élément de grande déformation non linéaire d'un prototype DBV est rapportée ci-dessus. L'élastomère est modelé comme solide incompressible hyperelastic, et l'écoulement à l'intérieur du DBV, formé comme un bec convergent, est traité comme conservation d'énergie. La valve déformée est calculée itérativement de la grande analyse standard séquentielle de déformation de l'écoulement et du chargement internes de pression. Les calculs prouvent que l'ouverture de valve est lèvre formée, et l'effort maximum se produit autour des deux côtés de la selle du DBV ; les contraintes maximum sont sur l'ordre de 5%. Contrairement à la dépendance traditionnelle de la place-racine head.discharge, une relation linéaire de pressure.discharge est prévue pour une gamme d'épaisseur d'élastomère ; le terrain découvert de valve de vitesse de voyager en jet change non linéairement avec la décharge. Les prévisions normales de l'écoulement de décharge de valve et du terrain découvert en fonction de la pression d'entraînement sont dans l'excellent accord avec des données expérimentales.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hreclhw@hkucc.hku.hk [article] Flow Variation of Duckbill Valve Jet in Relation to Large Elastic Deformation = Variation de Flux de la Valve de Duckbill Relié en Jet par Rapport à la Grande Déformation Elastique [texte imprimé] / Lee, Joseph H., Auteur ; Lo, S. H., Auteur ; Lee, K. L. ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique . - 971-981 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 971-981 p.
Mots-clés : Elastomer Finite element method Deformation Fluid-structure interaction Elasticity Water flow Elastomère Méthode d'élément fini Interaction liquide de structure Elasticité Ecoulement d'eau Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Duckbill-shaped elastomer valves are often installed on waste-water effluent diffusers, stormwater outfalls, and industrial flow systems to prevent backflow and sediment/salt water intrusion. Unlike fixed diameter nozzles, the flow from a duckbill valve (DBV) depends both on the driving pressure and the size of the valve opening. A nonlinear large deformation finite element analysis of a prototype DBV is reported herein. The elastomer is modeled as a hyperelastic incompressible solid, and the flow inside the DBV, shaped like a converging nozzle, is treated as energy conserving. The deformed valve is computed iteratively from sequential standard large deformation analysis of the internal flow and pressure loading. The calculations show that the valve opening is lip shaped, and the maximum stress occurs around the two sides of the saddle of the DBV; maximum strains are on the order of 5%. In contrast to the traditional square-root head.discharge dependence, a linear pressure.discharge relation is predicted for a range of elastomer thickness; the jet velocity/valve opening area varies nonlinearly with discharge. The normalized predictions of valve discharge flow and opening area as a function of the driving pressure are in excellent agreement with experimental data.
Des valves d'élastomère formées par Duckbill sont souvent installées sur les diffuseurs effluents d'eau usagée, les décharges de précipitation exceptionnelle, et les systèmes d'écoulement industriels pour empêcher l'intrusion d'eau salée de refoulement et de sédiment. À la différence des becs fixes de diamètre, l'écoulement d'une valve de duckbill (DBV) dépend tous les deux de la pression d'entraînement et de la taille de l'ouverture de valve. Une analyse finie d'élément de grande déformation non linéaire d'un prototype DBV est rapportée ci-dessus. L'élastomère est modelé comme solide incompressible hyperelastic, et l'écoulement à l'intérieur du DBV, formé comme un bec convergent, est traité comme conservation d'énergie. La valve déformée est calculée itérativement de la grande analyse standard séquentielle de déformation de l'écoulement et du chargement internes de pression. Les calculs prouvent que l'ouverture de valve est lèvre formée, et l'effort maximum se produit autour des deux côtés de la selle du DBV ; les contraintes maximum sont sur l'ordre de 5%. Contrairement à la dépendance traditionnelle de la place-racine head.discharge, une relation linéaire de pressure.discharge est prévue pour une gamme d'épaisseur d'élastomère ; le terrain découvert de valve de vitesse de voyager en jet change non linéairement avec la décharge. Les prévisions normales de l'écoulement de décharge de valve et du terrain découvert en fonction de la pression d'entraînement sont dans l'excellent accord avec des données expérimentales.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hreclhw@hkucc.hku.hk Postbuckling of Axial Loaded Functionally Graded Cylindrical Panels with Piezoelectric Actuators in Thermal Environments / Shen, Hui-Shen in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 982-995 p.
Titre : Postbuckling of Axial Loaded Functionally Graded Cylindrical Panels with Piezoelectric Actuators in Thermal Environments Titre original : Signalisation de la Boucle des Panneaux Cylindrique et Axiaux Fonctionellement Evalués Chargés avec les déclencheurs Piézoélectriques dans les Environnements Thermiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Shen, Hui-Shen, Auteur ; Liew, K. M., Auteur ; Rasheed, Hayder A., Editeur scientifique Article en page(s) : 982-995 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Buckling Postbuckling Boundary layers Axial loads Panels Thermal factors Piezoelectricity Boucle Boucle de poteau Couches de frontière Charges axiales Panneaux Facteurs thermiques Piezoélectricité Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A compressive postbuckling analysis is presented for a functionally graded cylindrical panel with piezoelectric actuators subjected to the combined action of mechanical, electrical, and thermal loads. The temperature field considered is assumed to be of uniform distribution over the panel surface and through the panel thickness and the electric field considers only the transverse component EZ. The material properties of the presently considered functionally graded materials (FGMs) are assumed to be temperature-dependent, and graded in the thickness direction according to a simple power law distribution in terms of the volume fractions of the constituents, whereas the material properties of the piezoelectric layers are assumed to be independent of the temperature and the electric field. The governing equations are based on a higher-order shear deformation theory with a von Krmn-Donnell-type of kinematic nonlinearity. A boundary layer theory for shell buckling is extended to the case of hybrid FGM cylindrical panels of finite length. The nonlinear prebuckling deformations and initial geometric imperfections of the panel are both taken into account. A singular perturbation technique is employed to determine the buckling loads and postbuckling equilibrium paths. The numerical illustrations concern the compressive postbuckling behavior of perfect and imperfect FGM cylindrical panels with fully covered piezoelectric actuators, under different sets of thermal and electrical loading conditions. The effects due to temperature rise, volume fraction distribution, applied voltages, panel geometric parameters, in-plane boundary conditions, as well as initial geometric imperfections are studied.
Une analyse de poteau-boucle compressive est présentée pour un panneau cylindrique fonctionellement évalué avec les déclencheurs piézoélectriques soumis à l'action combinée des charges mécaniques, électriques, et thermiques. On assume que le champ de la température considéré est de distribution uniforme au-dessus de la surface de panneau et par l'épaisseur de panneau et le champ électrique considère seulement le composant transversal EZ. On assume que les propriétés matérielles des matériaux fonctionellement évalués sont à la charge de la température, et est évalué fonctionellement évalués actuellement considérés (FGMs) dans la direction d'épaisseur selon une distribution simple de loi de puissance en termes de fractions de volume des constituants, tandis qu'on assume que les propriétés matérielles des couches piézoélectriques sont indépendant de la température et du champ électrique. Les équations régissantes sont basées sur une théorie évoluée de déformation de cisaillement avec un type de Krmn Donnell de von non de linéarités cinématiques. Une théorie de couche de frontière pour la boucle de coquille est prolongée à la caisse de panneaux cylindrique de l'hybride FGM de longueur finie. Les déformations de pré-boucle non linéaires et les imperfections géométriques initiales du panneau toutes les deux sont prises en considération. Une technique singulière de perturbation est utilisée pour déterminer les charges de boucle et pour signaler les chemins de boucle d'équilibre. Les illustrations numériques concernent le comportement de boucle de poteau compressif des panneaux cylindrique parfaits et imparfaits de FGM par les déclencheurs piézoélectriques entièrement couverts, sous différents ensembles de conditions de charge thermiques et électriques. Les effets dus à la température montent, distribution de fraction de volume, tensions appliquées, lambrissent des paramètres géométriques, en états de frontière plats, comme des imperfections géométriques initiales sont étudiées.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hsshen@mail.sjtu.edu.cn, mkmliew@ntu.edu.sg [article] Postbuckling of Axial Loaded Functionally Graded Cylindrical Panels with Piezoelectric Actuators in Thermal Environments = Signalisation de la Boucle des Panneaux Cylindrique et Axiaux Fonctionellement Evalués Chargés avec les déclencheurs Piézoélectriques dans les Environnements Thermiques [texte imprimé] / Shen, Hui-Shen, Auteur ; Liew, K. M., Auteur ; Rasheed, Hayder A., Editeur scientifique . - 982-995 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 982-995 p.
Mots-clés : Buckling Postbuckling Boundary layers Axial loads Panels Thermal factors Piezoelectricity Boucle Boucle de poteau Couches de frontière Charges axiales Panneaux Facteurs thermiques Piezoélectricité Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A compressive postbuckling analysis is presented for a functionally graded cylindrical panel with piezoelectric actuators subjected to the combined action of mechanical, electrical, and thermal loads. The temperature field considered is assumed to be of uniform distribution over the panel surface and through the panel thickness and the electric field considers only the transverse component EZ. The material properties of the presently considered functionally graded materials (FGMs) are assumed to be temperature-dependent, and graded in the thickness direction according to a simple power law distribution in terms of the volume fractions of the constituents, whereas the material properties of the piezoelectric layers are assumed to be independent of the temperature and the electric field. The governing equations are based on a higher-order shear deformation theory with a von Krmn-Donnell-type of kinematic nonlinearity. A boundary layer theory for shell buckling is extended to the case of hybrid FGM cylindrical panels of finite length. The nonlinear prebuckling deformations and initial geometric imperfections of the panel are both taken into account. A singular perturbation technique is employed to determine the buckling loads and postbuckling equilibrium paths. The numerical illustrations concern the compressive postbuckling behavior of perfect and imperfect FGM cylindrical panels with fully covered piezoelectric actuators, under different sets of thermal and electrical loading conditions. The effects due to temperature rise, volume fraction distribution, applied voltages, panel geometric parameters, in-plane boundary conditions, as well as initial geometric imperfections are studied.
Une analyse de poteau-boucle compressive est présentée pour un panneau cylindrique fonctionellement évalué avec les déclencheurs piézoélectriques soumis à l'action combinée des charges mécaniques, électriques, et thermiques. On assume que le champ de la température considéré est de distribution uniforme au-dessus de la surface de panneau et par l'épaisseur de panneau et le champ électrique considère seulement le composant transversal EZ. On assume que les propriétés matérielles des matériaux fonctionellement évalués sont à la charge de la température, et est évalué fonctionellement évalués actuellement considérés (FGMs) dans la direction d'épaisseur selon une distribution simple de loi de puissance en termes de fractions de volume des constituants, tandis qu'on assume que les propriétés matérielles des couches piézoélectriques sont indépendant de la température et du champ électrique. Les équations régissantes sont basées sur une théorie évoluée de déformation de cisaillement avec un type de Krmn Donnell de von non de linéarités cinématiques. Une théorie de couche de frontière pour la boucle de coquille est prolongée à la caisse de panneaux cylindrique de l'hybride FGM de longueur finie. Les déformations de pré-boucle non linéaires et les imperfections géométriques initiales du panneau toutes les deux sont prises en considération. Une technique singulière de perturbation est utilisée pour déterminer les charges de boucle et pour signaler les chemins de boucle d'équilibre. Les illustrations numériques concernent le comportement de boucle de poteau compressif des panneaux cylindrique parfaits et imparfaits de FGM par les déclencheurs piézoélectriques entièrement couverts, sous différents ensembles de conditions de charge thermiques et électriques. Les effets dus à la température montent, distribution de fraction de volume, tensions appliquées, lambrissent des paramètres géométriques, en états de frontière plats, comme des imperfections géométriques initiales sont étudiées.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hsshen@mail.sjtu.edu.cn, mkmliew@ntu.edu.sg
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