Geometrically nonlinear analysis using plane stress strain elements based on alternative strain measures

Joint Authors

Muhammad, Abd al-Rahman
Ukashah, N. M.

Source

Journal of Science and Technology

Issue

Vol. 13, Issue 1 (30 Jun. 2012), pp.1-12, 12 p.

Publisher

Sudan University of Science and Technology Deanship of Scientific Research

Publication Date

2012-06-30

Country of Publication

Sudan

No. of Pages

12

Main Subjects

Civil Engineering

Topics

Abstract AR

وصف التشوه و قياس الانفعال من المكونات الأساسية للميكانيكا اللاخطية للأجسام المتصلة.

تعرض هذه الورقة تقنين جديد اللأخطية الهندسية للإجهاد/الانفعال المستوى بني على الانفعالات اللوغرثمية.

تزاوج الورقة بين هذا التقنين و بين التقنين المعلوم لانفعالات قرين (Green) و بين تقنين مستحدث تم الحصول عليه بتعديل تقنين مبنى على الانفعالات الهندسية (المتعارف عليها) استخدام تقنين لاقرانج (Lagrange) الكلى اللأخطية الهندسية تطبيقا على المرونة ثنائية الإبعاد لعنصر محدد مستوى ذي أربعة عقد.

تمت حوسبة التفنينات الثلاثة بوضعها في برنامج العنصر المحدد (N U S A P) الذي طور لتحليل مسائل الإجهاد/ الانفعال المستوى المعرضة لأحمال ساكنة.

تم الحصول على حل المعادلات اللأخطية باستخدام طريقة نيوتن – رابسون.

طبق البرنامج للحصول على الإزاحات الناتجة عن قياسات الانفعال المختلفة.

و بينت دقة النتائج بناء على مثالين عدديين، و أظهرت النتائج توافقا جيدا مع الحلول المنشورة و مع التي تم الحصول عليها باستخدام برامج العنصر المحدد التجارية مثل .(A N S Y S) تخلص الورقة إلى أن تفنينات اللأخطية الهندسية تتقارب إلى الحل الصحيح باستخدام عناصر محددة قليلة و هى ذات كفاءة محوسبة مناسبة.

و بالإضافة لهذا تظهر الإزاحات المتحصل عليها بوضوح أثر اللأخطية على الشكل المنحنى.

و يلاحظ، إيضا، أن كل النتائج متطابقة تقريبا عند تطبيق الأحمال الصغيرة، و هنالك فرق واضح بين نتائج قياسات الانفعالات الثلاثة عند تطبيق الأحمال العالية.

Abstract EN

The description of deformation and the measure of strain are essential parts of nonlinear continuum mechanics.

In this paper, a new formulation for geometric nonlinear plane stress / strain based on Logarithmic strains (GNLGS) is presented.

This is coupled with a formulation based on the well known Green's strains and coupled with modifying a formulation based on geometric strains (conventional strains).

A geometric nonlinear total lagrangian formulation applied on two-dimensional elasticity using 4-node plane finite elements is used.

The formulations were implemented into the finite element program (NUSAP), which is developed for the analysis of plane stress/strain problems subjected to static loading.

The solution of nonlinear equations was obtained by the Newton-Raphson method.

The program was applied to obtain displacements for the different strain measures.

The accuracy of the results was demonstrated by using two numerical examples and the results are in good agreement with other available published solutions and those obtained using commercial finite element solvers such as ANSYS.

It could be concluded that the geometrically nonlinear formulations converge to the correct solution with coarse meshes and are computationally efficient.

In addition, the resulting displacements clearly showed the effect of the nonlinearity in the deflected shape.

It is also observed that all results were approximately identical when applying a small value of load and when a large value of a load was applied there was a difference between the results of the three strain measures.

American Psychological Association (APA)

Ukashah, N. M.& Muhammad, Abd al-Rahman. 2012. Geometrically nonlinear analysis using plane stress strain elements based on alternative strain measures. Journal of Science and Technology،Vol. 13, no. 1, pp.1-12.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-312305

Modern Language Association (MLA)

Ukashah, N. M.& Muhammad, Abd al-Rahman. Geometrically nonlinear analysis using plane stress strain elements based on alternative strain measures. Journal of Science and Technology Vol. 13, no. 1 (2012), pp.1-12.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-312305

American Medical Association (AMA)

Ukashah, N. M.& Muhammad, Abd al-Rahman. Geometrically nonlinear analysis using plane stress strain elements based on alternative strain measures. Journal of Science and Technology. 2012. Vol. 13, no. 1, pp.1-12.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-312305

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 12

Record ID

BIM-312305