Luận án tiến sĩ: Phương pháp phần tử hữu hạn Isogeometric phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu - Do Văn Hiến (ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM)

Luận văn ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn và rung lắc kết cấu. Nâng cao độ chính xác và hiệu quả tính toán.

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

159

Thời gian đọc

24 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Đánh giá an toàn kết cấu: Phân tích giới hạn & rung lắc
Số trang:
159 trang
Trường:
ho chi minh city university of technology and education
Chuyên ngành:
Engineering Mechanics
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Đánh giá an toàn kết cấu Phân tích giới hạn rung lắc

An toàn kết cấu đóng vai trò tối quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Các nhà máy điện hạt nhân, ngành công nghiệp hóa chất và bình áp lực yêu cầu đánh giá độ tin cậy nghiêm ngặt. Phân tích giới hạn và phân tích rung lắc là những công cụ thiết yếu. Chúng giúp đánh giá an toàn và hỗ trợ thiết kế các cấu trúc kỹ thuật. Việc xác định khả năng chịu tải của một kết cấu là trọng tâm của phân tích giới hạn. Khả năng này đánh giá tải trọng tối đa trước khi kết cấu bị phá hủy. Phân tích rung lắc tập trung vào hành vi của kết cấu dưới tải trọng lặp lại. Nó xác định liệu kết cấu có thể ổn định sau nhiều chu kỳ tải hay không. Mục tiêu là đảm bảo không có sự tích lũy biến dạng dẻo không giới hạn. Nhu cầu phát triển các công cụ số hiệu quả và mạnh mẽ rất cấp thiết. Các công cụ này hỗ trợ ứng dụng rộng rãi của phân tích giới hạn và rung lắc trong kỹ thuật thực tế. Nghiên cứu hiện tại cần tập trung vào việc nâng cao khả năng tính toán. Điều này đảm bảo các phân tích này có thể được áp dụng cho các cấu trúc phức tạp. Các phương pháp số tiên tiến cung cấp giải pháp cho những thách thức này.

1.1. Vai trò phân tích giới hạn

Phân tích giới hạn cung cấp thông tin quan trọng về an toàn kết cấu. Nó giúp các kỹ sư hiểu giới hạn chịu tải của một hệ thống. Phân tích này là cơ sở để thiết kế an toàn và tối ưu. Nó xác định tải trọng phá hủy tiềm năng của kết cấu. Các tiêu chuẩn an toàn cho nhiều ứng dụng công nghiệp phụ thuộc vào kết quả phân tích giới hạn. Việc này giúp ngăn ngừa sự cố và đảm bảo tuổi thọ của công trình.

1.2. Xác định tải trọng giới hạn

Tải trọng giới hạn có thể được xác định bằng phương pháp cận dưới hoặc cận trên. Phương pháp cận dưới tìm kiếm phân bố ứng suất cân bằng. Phân bố này không vi phạm tiêu chuẩn chảy. Phương pháp cận trên tìm kiếm cơ chế biến dạng hợp lý. Cả hai phương pháp cung cấp các giới hạn an toàn cho kết cấu. Chúng giúp đánh giá khả năng chịu lực tối đa của vật liệu.

1.3. Nhu cầu công cụ số hiệu quả

Các ứng dụng kỹ thuật thực tế đòi hỏi công cụ số mạnh mẽ. Các phương pháp hiện có cần được cải tiến để xử lý các bài toán phức tạp. Hiệu quả và độ tin cậy của công cụ số là yếu tố then chốt. Chúng đảm bảo khả năng tính toán nhanh chóng và chính xác. Phát triển công cụ số giúp mở rộng phạm vi ứng dụng của phân tích giới hạn và rung lắc.

II. Isogeometric FEM Rời rạc hóa miền chuyển vị hiệu quả

Phương pháp phần tử hữu hạn Isogeometric (IGA) là một công cụ rời rạc hóa tiên tiến. Nó được sử dụng để rời rạc hóa miền chuyển vị của kết cấu. IGA đại diện cho hình học và xấp xỉ lời giải bằng cách sử dụng các hàm cơ sở NURBS. Điều này mang lại lợi ích đáng kể trong việc duy trì hình học chính xác. Khác biệt lớn so với phương pháp phần tử hữu hạn truyền thống (FEM). FEM thường tạo ra sự sai lệch giữa mô hình CAD và mô hình phân tích. IGA giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng cùng một công cụ mô tả hình học. Phương pháp này loại bỏ giai đoạn chuyển đổi hình học tốn kém và sai sót. Nó cải thiện hiệu quả quy trình thiết kế và phân tích. IGA đặc biệt phù hợp cho các cấu trúc phức tạp. Khả năng nội suy cao của hàm NURBS đảm bảo độ chính xác của lời giải. Nó là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực cơ học tính toán.

2.1. Chiến lược rời rạc hóa

IGA đóng vai trò quan trọng trong việc rời rạc hóa miền chuyển vị. Nó tạo ra các phần tử với hình dạng phức tạp. Hàm cơ sở NURBS cho phép biểu diễn chính xác hình học. Điều này dẫn đến sự phù hợp cao giữa mô hình thiết kế và mô hình phân tích. Quá trình rời rạc hóa hiệu quả hơn.

2.2. Kết nối hình học và giải pháp

IGA sử dụng hàm cơ sở NURBS cho hai mục đích chính. Thứ nhất, nó biểu diễn hình học của kết cấu một cách chính xác. Thứ hai, nó xấp xỉ các trường lời giải, như chuyển vị và ứng suất. Sự kết nối này đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu hình học. Nó cải thiện độ chính xác của kết quả phân tích.

2.3. Mục tiêu tích hợp FEA và CAD

Mục tiêu chính của IGA là tích hợp phân tích phần tử hữu hạn (FEA) vào các công cụ thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) dựa trên NURBS. Điều này loại bỏ các bước chuyển đổi dữ liệu phức tạp. Nó giảm thiểu lỗi do sai lệch hình học. Quy trình thiết kế và phân tích trở nên liền mạch hơn.

III. Giải quyết vấn đề tối ưu hóa cho phân tích

Sau bước rời rạc hóa bằng IGA, bài toán phân tích giới hạn và rung lắc chuyển thành một vấn đề tối ưu hóa. Vấn đề này thường được xem xét dưới dạng lập trình phi tuyến. Nó đòi hỏi các thuật toán mạnh mẽ để tìm ra lời giải chính xác. Trong nghiên cứu này, thuật toán primal-dual được áp dụng để giải quyết bài toán. Thuật toán này kết hợp với tiêu chuẩn chảy von Mises. Tiêu chuẩn von Mises là một tiêu chí phổ biến để dự đoán chảy của vật liệu dẻo. Nó dựa trên biến dạng hình dạng và ứng suất. Một quá trình lặp kiểu Newton cũng được sử dụng. Việc này nhằm tăng tốc độ hội tụ và cải thiện hiệu quả tính toán. Các bài toán tối ưu hóa trong cơ học kết cấu thường có nhiều ràng buộc. Việc giải quyết chúng đòi hỏi sự cân bằng giữa hiệu quả và độ chính xác. Phương pháp này đảm bảo tìm được cận trên hoặc cận dưới của tải trọng giới hạn. Nó cung cấp cơ sở vững chắc cho đánh giá an toàn.

3.1. Thuật toán tối ưu hóa

Thuật toán primal-dual là cốt lõi để giải bài toán tối ưu hóa. Nó hoạt động bằng cách giải đồng thời các vấn đề primal và dual. Điều này giúp tìm kiếm điểm tối ưu toàn cục. Việc kết hợp với các phương pháp lặp kiểu Newton giúp tăng tốc độ hội tụ. Hiệu quả tính toán được cải thiện đáng kể.

3.2. Tiêu chuẩn chảy von Mises

Tiêu chuẩn chảy von Mises được sử dụng để xác định trạng thái chảy của vật liệu. Tiêu chí này rất phổ biến trong cơ học vật liệu dẻo. Nó mô tả sự bắt đầu chảy khi ứng suất tương đương đạt một giá trị nhất định. Việc áp dụng tiêu chuẩn này đảm bảo tính chính xác trong phân tích hành vi vật liệu.

3.3. Bài toán lập trình phi tuyến

Bài toán rung lắc được coi là một bài toán lập trình phi tuyến. Các hàm mục tiêu và ràng buộc không phải lúc nào cũng tuyến tính. Điều này làm tăng độ phức tạp của việc tìm lời giải. Việc sử dụng các phương pháp tối ưu hóa chuyên biệt là cần thiết. Nó giúp xử lý các mối quan hệ phi tuyến tính một cách hiệu quả.

IV. Ứng dụng phân tích rung lắc Mô hình phương pháp

Phân tích rung lắc là một phần quan trọng trong đánh giá độ bền và an toàn của kết cấu dưới tải trọng chu kỳ. Bài toán rung lắc được mô hình hóa như một vấn đề lập trình phi tuyến. Nó tìm kiếm cận rung lắc dựa trên định lý cận trên. Định lý này phát biểu rằng cận rung lắc là cực tiểu của hàm tiêu tán dẻo. Hàm tiêu tán dẻo phụ thuộc vào tiêu chuẩn chảy von Mises. Điều này đảm bảo tính nhất quán với mô hình vật liệu. Bài toán tối ưu hóa này có nhiều ràng buộc phức tạp. Các ràng buộc bao gồm điều kiện tương thích, điều kiện không nén được và các ràng buộc chuẩn hóa. Việc giải quyết bài toán tối ưu hóa có ràng buộc này đòi hỏi phương pháp tính toán mạnh mẽ. Một phương pháp kết hợp hàm phạt và bộ nhân Lagrange được sử dụng. Hàm phạt giúp chuyển bài toán có ràng buộc thành bài toán không ràng buộc. Bộ nhân Lagrange xử lý các ràng buộc một cách trực tiếp. Sự kết hợp này mang lại lời giải chính xác và hiệu quả. Nó cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng chịu tải lặp của kết cấu.

4.1. Định lý cận trên cho rung lắc

Định lý cận trên đóng vai trò cơ sở cho việc xác định cận rung lắc. Theo định lý này, cận rung lắc là giá trị nhỏ nhất của hàm tiêu tán dẻo. Hàm này được đánh giá dựa trên các trường vận tốc biến dạng dẻo khả thi. Việc này giúp dự đoán khả năng của kết cấu duy trì sự ổn định dưới tải trọng lặp.

4.2. Hàm tiêu tán dẻo và ràng buộc

Hàm tiêu tán dẻo là một thành phần trung tâm trong bài toán rung lắc. Nó phản ánh năng lượng tiêu hao do biến dạng dẻo. Bài toán được đặt ra với các ràng buộc quan trọng. Các ràng buộc về tương thích đảm bảo các biến dạng là hợp lệ. Ràng buộc không nén được áp dụng cho vật liệu không nén. Ràng buộc chuẩn hóa thiết lập giới hạn cho các biến.

4.3. Phương pháp giải quyết bài toán

Để giải quyết bài toán tối ưu hóa có ràng buộc này, phương pháp kết hợp được áp dụng. Nó sử dụng hàm phạt để tích hợp các ràng buộc vào hàm mục tiêu. Đồng thời, bộ nhân Lagrange được sử dụng để xử lý các ràng buộc một cách tường minh. Phương pháp này hiệu quả trong việc tìm ra lời giải tối ưu cho bài toán rung lắc.

V. Kỹ thuật Isogeometric Chức năng NURBS tích hợp CAD

Kỹ thuật Isogeometric Analysis (IGA) đặt nền móng trên việc sử dụng hàm cơ sở NURBS. Các hàm này phục vụ hai mục đích chính. Thứ nhất, chúng biểu diễn hình học của mô hình CAD một cách chính xác. Thứ hai, chúng xấp xỉ lời giải cho các phương trình vi phân liên quan đến phân tích kết cấu. Mục tiêu cốt lõi của IGA là cầu nối khoảng cách giữa thiết kế CAD và phân tích FEA. Điều này giải quyết một vấn đề lâu đời trong kỹ thuật. FEM truyền thống yêu cầu chuyển đổi hình học từ CAD sang lưới phần tử. Quá trình này thường gây ra lỗi xấp xỉ và mất thông tin hình học. IGA loại bỏ bước này bằng cách sử dụng cùng một biểu diễn NURBS cho cả hai. Tuy nhiên, việc triển khai hàm NURBS vào các mã FEM hiện có không hề đơn giản. Sự khác biệt đáng kể giữa hàm cơ sở NURBS và hàm Lagrange gây ra thách thức tính toán. Để giải quyết, các kỹ thuật trích xuất đặc biệt được phát triển.

5.1. Vai trò của hàm cơ sở NURBS

Hàm cơ sở NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) là nền tảng của IGA. Chúng cung cấp khả năng biểu diễn hình học phức tạp với độ chính xác cao. Điều này bao gồm các đường cong và bề mặt tự do. Đồng thời, các hàm này được sử dụng để nội suy các trường lời giải trong quá trình phân tích. Sự thống nhất này là chìa khóa để đạt được độ chính xác và hiệu quả.

5.2. Thách thức triển khai NURBS

Việc triển khai hiệu quả hàm NURBS trong các mã FEM hiện có là một thách thức. Hàm NURBS có cấu trúc phức tạp hơn so với hàm Lagrange truyền thống. Điều này dẫn đến các vấn đề về tính toán và quản lý dữ liệu. Các nhà nghiên cứu đã phải phát triển các phương pháp đặc biệt. Chúng giúp tích hợp NURBS mà không làm giảm hiệu suất.

5.3. Các phương pháp trích xuất NURBS

Để khắc phục các thách thức, các phương pháp trích xuất đã được phát triển. Trích xuất Bézier biểu diễn hàm cơ sở NURBS dưới dạng đa thức Bernstein C0. Điều này giúp dễ dàng tích hợp vào cấu trúc FEM. Trích xuất Lagrange tương tự nhưng thiết lập một kết nối trực tiếp hơn giữa NURBS và các hàm Lagrange quen thuộc. Các phương pháp này giúp tối ưu hóa việc sử dụng NURBS trong phân tích.

Mục lục chi tiết luận án

Declaration
Acknowledgements
Abstract
List of Figures
List of Tables
Notations
1. INTRODUCTION
1.1. General introduction
1.2. Motivation of the thesis
1.3. Objectives and Scope of study
1.4. Outline of the thesis
1.5. Original contributions of the thesis
1.6. List of Publications
2. CHAPTER 2 (INFERRED)
2.1. Elastic perfectly plastic and rigid perfectly plastic material models
2.2. Drucker’s stability postulate
2.3. Plastic dissipation function
2.4. Fundamental of shakedown analysis
2.5. Primal-dual interior point methods
3. ISOGEOMETRIC FINITE ELEMENT METHOD
3.1. B-Splines basis functions
3.2. NURBS-based isogeometric analysis
3.3. A brief of NURBS based on Bézier extraction
3.4. Bézier extraction of NURBS
3.5. A brief review on Lagrange extraction of smooth splines
3.6. The Lagrange extraction operator
3.7. Rational Lagrange basis functions and control points
3.8. Using Lagrange extraction operators in a finite element code
4. THE ISOGEOMETRIC FINITE ELEMENT METHOD AP- PROACH TO LIMIT AND SHAKEDOWN ANALYSIS
4.1. Isogeometric FEM discretizations
4.2. Discretization formulation of lower bound
4.3. Discretization formulation of upper bound and upper bound algorithm
4.4. Dual relationship between lower bound and upper bound and dual algorithm
5. NUMERICAL APPLICATIONS
5.1. Limit and shakedown analysis of two dimensional structures
5.1.1. Square plate with a central circular hole
5.1.2. Grooved rectangular plate subjected to varying tension
5.2. Limit and shakedown analysis of 3D structures
5.2.1. Thin square slabs with two different cutout subjected to tension
5.2.2. 2D and 3D symmetric continuous beam
5.2.3. Thin-walled pipe subjected to internal pressure and axial force
5.2.4. Limit and shakedown analysis of pressure vessel components
5.2.4.1. Pressure vessel support skirt
5.2.4.2. Reinforced Axisymmetric Nozzle
5.2.5. Limit analysis of crack structures
6. CONCLUSIONS AND FURTHER STUDIES
6.1. Limitations and Further studies
References
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ isogeometric finite element method for limit and shakedown analysis of structures

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (159 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION DO VAN HIEN ISOGEOMETRIC FINITE ELEMENT METHOD FOR LIMIT AND SHAKEDOWN ANALYSIS OF STRUCTURES PhD DISSERTATION MAJOR: ENGINEERING MECHANICS Ho Chi Minh City, October 13, 2020 Declaration I, Do Van Hien, declare that this thesis entitled, "Isogeometric finite element method for limit and shakedown analysis of structures" is a presentation of my original research work. I confirm that: • Wherever contributions of others are involved, every effort is made to indicate this clearly, with due reference to the literature and acknowledgement of collaborative research and discussions. • The work was done under the guidance of Prof. Nguyen Xuan Hung at the Ho Chi Minh City University of Technology and Education.

i Acknowledgements This thesis summarizes my research carried out during the past five years at the Doctoral Program "Engineering Mechanics" at Ho Chi Minh City University of Technology and Education in Ho Chi Minh City. This thesis would not have been possible without the help of many, and I would like to acknowledge their kind efforts and assistance. First of all, I would like to express my deep gratitude to my supervisor Prof. Nguyen Xuan Hung, for his guidance, support and encouragement during the past five years.

I appreciate that he left a lot of freedom for me to pursue my own ideas, set the right direction when it was necessary and contributed valuable advice. I am also very grateful to Assoc. Van Huu Thinh, who has been my second advisor at HCMUTE for many years. I am indebted to Prof.

Timon Rabczuk for giving me the chance to spend a one-year research visit at the Bauhaus-Universität Weimar, and I also want to thank Prof. Tom Lahmer and Prof. Xiaoying Zhuang for the fruitful discussions and their support. I also would like to thank the research group members at GACES (at HCMUTE), CIRTECH (at HUTECH) and ISM (at Bauhaus-Universität Weimar, Germany) for their helpful supports.

I would like to thank from the bottom of my heart to Assoc. Nguyen Hoai Son, Assoc.Prof Nguyen Trung Kien, Assoc.Prof Chau Dinh Thanh and other colleagues at HCMUTE for their kind supports and advice. I am immensely indebted to my father Do Tang, my mother Pham Thi Nghe and my parents in-law who have been the source of love and discipline for their inspiration and encouragement throughout the course of my education including this Doctoral Program. Last but not least, I am extremely grateful to my wife Mrs.

Nguyen Thi Nhu Lan who has been the source of love, companionship and encouragement, to my sons, Do Quang Khai and Do Minh Nhat, who has been the source of joy and love. ii Abstract The structural safety such as nuclear power plants, chemical industry, pressure vessel industry and so on can commonly be evaluated with the help of limit and shakedown analysis. Nowadays, the limit and shakedown analysis plays a well-known role in not only designing engineering structures but also assessing their safety. The limit load multipliers can be determited by using the lower or upper bound method.

In order to ultilize the limit and shakedown analysis in many practical engineering areas, the development of numerical tools which are sufficiently efficient and robust is a necessity for current research in the field of limit and shakedown analysis. The numerical tools involve two steps: a finite element discretisation strategy and constrained optimization. In this research, the isogeometric finite element method is used to discretise the displacement domain of strutures in the first step. The primal-dual algorithm based upon the von Mises yield criterion and a Newton-like iteration is used in the second step to solve the optimization problem.

Mathematically, the shakedown problem is considered as a nonlinear programming problem. Starting from the upper bound theorem, shakedown bound is the minimum of the plastic dissipation function, which is based on von Mises yield criterion, subjected to compatibility, incompressibility and normalized constraints. This constraint nonlinear optimization problem is solved by the combined penalty function and Lagrange multiplier methods. The isogeometric analysis (IGA) uses NURBS basis functions for both the repre- sentation of the geometry and the approximation of solutions.

The main aim of the IGA was to integrate Finite Element Analysis (FEA) into NURBS based Computer Aid Design (CAD) design tools. The Bézier and Lagrange extraction of NURBS was used in the analysis due to The computational aspects of the NURBS function increase the question of how to implement efficiently the NURBS function in the existing FEM codes due to a significant differences between the NURBS basis function and the Lagrange function. The Bézier extraction is founded on the NURBS basis functions in terms of C 0 Bernstein polynomials. Lagrange extraction is similar to Bézier extraction but it sets up a direct connection between NURBS and Lagrange polynomial basis functions instead of using C 0 Bernstein polynomials as a new shape function in the Bézier extraction.

iii Abstract iv Numerical results of structure problems are compared with analytical or other available solutions to prove the reliability and efficiency of these approaches. A pressure vessel which is designed to hold liquids or gases contains various parts such as thin walled vessels, thick walled cylinders, nozzle, head, nozzle head, skirt support and so on. Two types of defects, axial and circumferential cracks, are commonly found in pressure vessel and piping. The application of shakedown analysis in pressure vessel engineering is illustrated in this study.

Table of Contents Contents Page Acknowledgments iii Abstract v List of Figures viii List of Tables xii Notations xii 1 INTRODUCTION 1 1.2 Motivation of the thesis .3 Objectives and Scope of study .4 Outline of the thesis .5 Original contributions of the thesis .6 List of Publications .1 Elastic perfectly plastic and rigid perfectly plastic material models 9 2.2 Drucker’s stability postulate .1 Plastic dissipation function .2 Fundamental of shakedown analysis. 27 v Table of Contents vi 2.5 Primal-dual interior point methods. 28 3 ISOGEOMETRIC FINITE ELEMENT METHOD 30 3.1 B-Splines basis functions .3 NURBS-based isogeometric analysis .4 A brief of NURBS based on Bézier extraction .2 Bézier extraction of NURBS .5 A brief review on Lagrange extraction of smooth splines .2 The Lagrange extraction operator .3 Rational Lagrange basis functions and control points .4 Using Lagrange extraction operators in a finite element code. 60 4 THE ISOGEOMETRIC FINITE ELEMENT METHOD AP- PROACH TO LIMIT AND SHAKEDOWN ANALYSIS 61 4.2 Isogeometric FEM discretizations .1 Discretization formulation of lower bound .2 Discretization formulation of upper bound and upper bound algorithm .3 Dual relationship between lower bound and upper bound and dual algorithm 76 5 NUMERICAL APPLICATIONS 85 5.2 Limit and shakedown analysis of two dimensional structures .1 Square plate with a central circular hole .2 Grooved rectangular plate subjected to varying tension.

95 Table of Contents vii 5.3 Limit and shakedown analysis of 3D structures .1 Thin square slabs with two different cutout subjected to tension 100 5.2 2D and 3D symmetric continuous beam .3 Thin-walled pipe subjected to internal pressure and axial force .4 Limit and shakedown analysis of pressure vessel components .1 Pressure vessel support skirt .2 Reinforced Axisymmetric Nozzle .5 Limit analysis of crack structures. 124 6 CONCLUSIONS AND FURTHER STUDIES 129 6.2 Limitations and Further studies. 130 References 132 List of Figures 2.2 Material models: (a) Elastic perfectly plastic; (b) Rigid perfectly plastic 10 2.3 Elastic perfectly plastic material model .6 von Mises and Tresca yield conditions in biaxial stress states .8 Load domain with two variable loads .9 Critical cycles of load for shakedown analysis [72; 84; 89] .1 Estimation of the relative time costs .2 The workchart of a design-through-analysis process .3 The concept of mesh in IGA .4 The concept of IGA: .5 Different types of B-Spline basis functions on the same distinct knot vector 35 3.6 The cubic B-Spline functions Ni3 (ξ) and its first and second derivatives 36 3. Control points are denoted by red circular •.

Control points are denoted by red circular •. The knots, which define a mesh by partitioning the curve into elements, are denoted by green square  .9 Comparison of refinement strategies: p-refinement and k-refinement .10 A circle as a NURBS curve .11 Bent pipe modeled with a single NURBS patch. (b) NURBS mesh with control points. (c) Geometry with 32 NURBS elements 44 3.12 Flowchart of a classical finite element code .13 Flowchart of a multi-patch isogeometric analysis code.

The basis functions extend over a series of elements 48 h i 3.15 Bézier decomposition of Ξ = 0, 0, 0, 0.16 The Bernstein polynomials for polynomial degree p = 1, 2, 3 and 4. 52 viii List of Figures ix 3.17 Smooth C 2 -continuous curve represented by a B-spline basis .18 Smooth C 2 -continuous curve represented by a nodal Lagrange basis .19 Demonstration of the Lagrange extraction operators in 1D case and their inverse for the transformation of B-spline, Lagrange on an element level. The second B-Splines element of the example curve is shown in Fig 3.20 Demonstration of the Lagrange extraction operators in 2D case and their inverse for the transformation of NURBS and Lagrange on an element level. The first NURBS element of 2D case example is shown in Fig.1 Flow chart for the upper bound algorithm for shakedown analysis .2 Flow chart for the primal-dual algorithm for shakedown analysis .1 Square plate with a central hole: Full (a) and symmetric geometry (b).2 Square plate with central circular hole: Quadratic NURBS mesh with 32 elements and control net.3 The load factors of the IGA compared with those of different methods for limit analysis (with P2 = 0) of the square plate with a central circular hole.4 The convergence rate of the IGA with different orders for limit analysis (with P2 = 0) of the square plate with a central circular hole.5 The relative errors of the IGA with the exact solution for limit analysis (with P2 = 0) of the square plate with a central circular hole.6 The limit load domain of the square plate with a central circular hole using the IGA compared with those of other numerical methods.7 Limit and shakedown load factors for square plate with a central hole .8 The influential parameter of ε, c and τ .9 Full geometry and applied load of grooved rectangular plate.10 A symmetry of the grooved rectangular plate: a) A symmetric todel including applied loads and boundary conditions; b) 2D control point net and 40 NURBS quadratic elements.11 Limit load factors of the plate with tension of a strip with semi-circular notches.12 Limit and shakedown load factors for the grooved rectangular plate subjected to both tension and bending loads.13 The influential parameter of ε, c and τ.

99 List of Figures x 5.14 The 2D view geometry of thin square slabs with two different cutouts subjected to biaxial loading.15 The 3D geometry of thin square slabs with two different cutouts subjected to biaxial loading.16 The 3D quadrant NURBS meshes of thin square slabs with two different cutouts: (a)-Circular cutout and (b)-Square cutout .17 Finite element discretization using quartic NURBS elements for thin square slabs with two different cutouts.18 Convergence of limit load factors using the IGA solution in comparison with those of other methods for thin square slabs with two different cutouts: a) circular; b) square.19 The influential parameter of ε, c and τ for 3D circular cutout.20 Geometry and loading of the continuous beam .21 Continuous beam: (a) 2D NURBS mesh and (b) 3D NURBS mesh.22 2D Continuous beam: Convergence of limit and shakedown load factors in comparison with those of two other methods.23 The influency parameter of ε, c and τ .24 A thin-walled pipe subjected to internal pressure and axial force: a) Full model subjected to internal pressure and axial uniform loads; b) Cubic mesh and control net; c) a quarter of the model with symmetric conditions imposed on the oxz, oyz and oxy surface.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Do Van Hien (2020). Phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu [Luận án tiến sĩ, Ho Chi Minh City University of Technology and Education]. LuanAn.net. https://luanan.net/ky-thuat-xay-dung-kien-truc/ky-thuat-xay-dung-dan-dung-cong-nghiep/phuong-phap-phan-tu-huu-han-isogeometric-phan-tich-gioi-han-rung-lac-ket-cau

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận văn ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn và rung lắc kết cấu. Nâng cao độ chính xác và hiệu quả tính toán.

Luận án "Phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Ho Chi Minh City University of Technology and Education. Năm bảo vệ: 2020.

Luận án "Phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu" thuộc chuyên ngành Engineering Mechanics. Danh mục: Kỹ Thuật Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp.

Luận án "Phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu" có bao nhiêu trang?

Luận án "Phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu" có 159 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Phương pháp phần tử hữu hạn isogeometric cho phân tích giới hạn & rung lắc kết cấu" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter