Free vibrations of stiffened plates using finite element method

• Autorzy: Taczała M. , Buczkowski R.

Warianty tytułu

PL

Drgania swobodne płyt usztywnionych metodą elementów skończonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two finite element models (standard plate elements and eccentrically stiffened plate elements) have been considered. Rectangular orthogonally stiffened finite plate elements based on the Kirchoff and Mindlin-Reissner plate theories have been presented. Arbitrary number of stiffeners is allowed within the elements. Stiffness and mass matrices of the element were derived directly from the Hamilton principle. The stiffened plate elements were implemented in the finite element computer code. Results obtained using the considered models were verified against a number of references. Convergence of the stiffened plate elements was investigated. Problem of application of the eccentrically stiffened plate elements for modelling of typical ship structures was discussed.

PL

Opisano dwa sposoby modelowania usztywnionych płyt, z wykorzystaniem elementów płytowych oraz usztywnionych elementów płytowych. Przedstawiono prostokątne ortogonalnie usztywnione elementy skończone płytowo-tarczowe oparte na teorii płyt Kirchoffa oraz teorii Mindlina-Reissnera, w których może występować dowolna liczba usztywnień. Wprowadzono macierze sztywności oraz macierze mas elementów w oparciu o zasadę Hamiltona. Opracowano własny program komputerowy, a otrzymane wyniki dla różnych modeli porównano z wynikami numerycznymi i eksperymentalnymi dostępnymi w literaturze. Zbadana została zbieżność elementów płyty usztywnionej. Przedstawiono wyniki numeryczne dla typowych konstrukcji okrętowych przy zastosowaniu płytowych elementów usztywnionych.

Słowa kluczowe

PL

drgania swobodne; płyta usztywniona; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 49, nr 3
• Strony: 399--429
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il.

Twórcy

autor

Taczała M.

• Faculty of Maritime Technology, Technical University of Szczecin, Szczecin

autor

Buczkowski R.

• Faculty of Maritime Technology, Technical University of Szczecin, Szczecin

Bibliografia

• 1. K.-J. BATHE, Finite element procedures, Prentice-Hall, 1996.
• 2. A.N. BERCI, Eigenfrequencies of rectangular plate assemblies, Comp. Struct., 65, 703-711, 1997.
• 3. R. W. CLOUGH, J. S. PENZIEN, Dynamics of structures, McGraw-Hill Kogakusha, Ltd., 1975.
• 4. A. DEB, M. BOOTON, Finite element models for stiffened plates under transverse loading, Comp. Strucl., 28, 361-372, 1988.
• 5. T. P. HOLOPAINEN, Finite element free vibration analysis of eccentrically stiffened plates, Comp. Struct., 56, 993-1007, 1995.
• 6. O. F. HUGHES, Ship structural design, Wiley, 1983.
• 7. W. JIANG, G. BAO, J. C. ROBERTS, Finite element modelling of stiffened and unstiffened orthotropic plates, Comp. Struct., 63, 105-117,1997.
• 8. T. S. KOKO, M. D. OLSON, Non-linear analysis of stiffened plates using super-elements, Int. J. Num. Meth, Engng, 31, 319-343, 1991.
• 9. A. MUKHERJEE, M. MUKHOPADHYAY, Finite element free vibration of eccentrically stiffened plates, Comp. Struct., 30, 1303-1317, 1988.
• 10. M. MUKHOPADHYAY, Stiffened plate plane stress elements for the analysis of ships structures, Comp. Struct., 13, 563-573, 1981.
• 11. M. MUKHOPADHYAY, S. K. SATSANGI, Isoparametric stiffened plate bending element for the analysis of ships structures, Trans. RINA, 126, 144-151, 1984.
• 12. M. MUKHOPADHYAY, S. K. SATSANGI, A. MUKHERJEE, A new isoparametric plate element for the analysis of ship structures, Int. Shipbuild. Progr., 37, 79-117, 1990.
• 13. M. D. OLSON, C. R. HAZELL, Vibration studies on same integral rib stiffened plates, J. Sound Vibr., 50, 43-61, 1977.
• 14. A. SAMANTA, M. MUKHOPADHYAY, Finite element static analysis of stiffened shells, Applied Mech. Engng, 3, 55-87, 1998.
• 15. S. K. SATSANGI, Structural analysis of ships stiffened plate in plane stress, J. of Inst. of Naval Arch., 67-82, 1984.
• 16. S. K. SATSANGI, C. RAY, Structural analysis of ships stiffened plate panels in bending, Int. Shipbuild. Progr., 45, 181-195, 1998.
• 17. G. SINHA, A. H. SHEIKH, M. MUKHOPADHYAY, A New Finite Element Model for the analysis of arbitrary stiffened shells, Finite Elements in Analysis and Design, 12, 241-271,1992.
• 18. M. TACZAŁA, Stiffened plate element based on Kirchoff theory, Marine Techn. Trans., 9, 199-218, 1998.
• 19. M. TACZAŁA, W. BANASIAK, Orthogonally stiffened plate element and its application for analysis of ship structures, Marine Techn. Trans., 12, 285-306, 2001.
• 20. P. A. THOMPSON, P. BETTESS, J. B. CALDWELL, An isoparametric eccentrically stiffened plate bending element, Eng. Comput., 5, 110-116, 1988.