Simulation of behavior of plate on elastic foundation under impact load by the finite element method

Other Title(s)

نمذجة سلوك لوح مستند على أساس مرن تحت حمل صدمي بطريقة العناصر المحددة

Joint Authors

Fattah, Muhammad Yusuf
Hammud, Muhammad J.
Abbas, Sura Ammuri

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 31, Issue 19 (30 Nov. 2013), pp.44-58, 15 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2013-11-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

15

Main Subjects

Civil Engineering

Abstract AR

تم دراسة الاستجابة الدینامیكیة اللحظیة و الاهتزازات لبلاطة مستندة على ترب ة رملیة.

جرت العادة في دراسة استخدام العناصر الإنشائية للألواح بتسليط مختلف أنواع الأحمال الساكنة و الديناميكية.

و قد تركزت هذه الدراسات على الأساليب النظرية في التحليل الإنشائي و التي تخص أساس المنشأ المستند على تربة.

يتميز تأثير الأحمال الصدمية بمعدلات إزاحة و تشوه كبير للمنشأ المستند على تربة.

يتميز الأحمال الصدمية بمعدلات إزاحة و تشوه كبير المنشأ و الذي يجب أن يؤخذ بنظر الاعتبار طبقا للنتائج العملية.

إن الغاية من هذه الدراسة استعمال طريقة العناصر المحددة خلال برنامج ANSYS في نمذجة الاستجابة الديناميكية للأساسات المعرضة لحمل صدمي, حيث تركزت الدراسة على دراسة عملية سابقة تضمنت تسليط حمل ديناميكي صدمي خلال إسقاط كرة حديدية (قطر 38.1 ملم و وزن 2.22 نيوتن) من ارتفاع (609.6 ملم) على لوح من الألمنيوم (قطر 203.2 ملم و سمك 12.7 ملم) موضوعة على تربة رملية.

يعرف حمل الصدم بأنه حاصل ضرب قيمة الحمل في الوقت المتمثل بدالة متغيرة كدالة هاننك و بشكل كيرف منتظم.

تضمنت الدراسة استخدام أربعة أنواع من العناصر, حيث تم تمثيل التربة بعنصر نوع (Solid 45) و لوح الألمنيوم بعنصر (Shell 63) و قد استعمل العنصران (Target 170) و (Contact 174) لتمثيل التداخل بين الألواح الأساس و التربة.

حيث أن العنصر (Shell 63) له إمكانية أخذ الانحناء و الفعل الغشائي.

و قد بينت النتائج توافق التحليل بالعناصر المحددة مع النتائج المأخوذة من الدراسة العملية السابقة و أن مقدار الفارق في الإزاحة القصوى بحدود (% 6.2).

و عليه يمكن أن نستنتج بإمكانية و ملائمة استخدام برنامج ANSYS في إجراء التحليلات العددية لمسائل المنشآت المتداخلة مع التربة المعرضة للأحمال الصدمية و الديناميكية ضمن المجال غير الخطي في التحليل الإنشائي.

Abstract EN

Transient response and vibrations of an elastic plate resting on sandy soil are presented.

Plates are commonly used structural elements and are subjected to wide variety of static and dynamic loads.

Such studies are of particular interest in analytical investigations related to structural foundation on soil media.

The influence of impact induced high strain-rates within the structure, which causes property changes in all used materials, has to be regarded according to experimental results.

The main objective of the present paper, using the finite element approach through ANSYS program is the simulation of the dynamic response of the foundation under impact load.

As a case study, previous experimental work included application of a dynamic load generated by dropping a steel ball (38.1 mm in diameter, 2.22 N in weight) from a height of 609.6 mm onto an aluminum target plate (203.2 mm in diameter, 12.7 mm thick) placed on top of a sand medium.

The impact load is defined as a product of the loading magnitude and a time varying function which is assumed to be a Hanning's function for a monopeak, smooth-shaped curve.

The problem is discretized by using four types of elements; Solid 45 to model the soil, Shell 63 to model the aluminum plate and Target 170 and Contact 174 are used to model the contact between the plate and soil.

Shell 63 (elastic shell) has both bending and membrane capabilities.

It is noticed that the finite element analysis agrees well with the experimental results throughout the entire range of behavior, and the difference in the ultimate displacement is about 6.2 %.

It can be concluded that ANSYS program is well suited for impact analyses of soil and structural dynamics problems in the non-linear range.

American Psychological Association (APA)

Fattah, Muhammad Yusuf& Hammud, Muhammad J.& Abbas, Sura Ammuri. 2013. Simulation of behavior of plate on elastic foundation under impact load by the finite element method. Engineering and Technology Journal،Vol. 31, no. 19, pp.44-58.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346300

Modern Language Association (MLA)

Fattah, Muhammad Yusuf…[et al.]. Simulation of behavior of plate on elastic foundation under impact load by the finite element method. Engineering and Technology Journal Vol. 31, no. 19 A (2013), pp.44-58.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346300

American Medical Association (AMA)

Fattah, Muhammad Yusuf& Hammud, Muhammad J.& Abbas, Sura Ammuri. Simulation of behavior of plate on elastic foundation under impact load by the finite element method. Engineering and Technology Journal. 2013. Vol. 31, no. 19, pp.44-58.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346300

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 55-58

Record ID

BIM-346300