Unified strength theory for nonlinear analysis of steel structure

• Autorzy: Hong Z. , Mao-Hong Y.

Warianty tytułu

PL

Konstruktywne prawo elasto-plastyczne dla nieliniowej analizy konstrukcji stalowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The elastoplastic constitutive model of the constructional steel is put forward, which is based on the Unified Strength Theory (UST) and can be used not only for steel with equal tensile-compression strength, but also for ones with different high tensile-compression strength. The material nonlinearity and geometrical nonlinearity FEM of updated Lagrangian (U.L.) mode based 8-node shell element is adopted to analyze the welded I shape beams under the cyclic loading. The accuracy of the constitutive model and the calculation programme is demonstrated by comparing the results of the calculation with experimental ones. The model and the computing programme are looking forward to analyzing the mechanical behavior and the destruction mechanism of the steel structures during an earthquake.

PL

Proponuje się elasto-plastyczny model konstytutywny, oparty na Jednolitej Teorii Wytrzymałości (JST), który może być stosowany nie tylko do stali o jednakowej wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie, lecz również do stali o różnej wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie. Nieliniowy element skończony oparty na 8-węzłowym elemencie powłokowym został adoptowany do analizy spawanych belek dwuteowych pod obciążeniem cyklicznym. Dokładność modelu konstytutywnego i programu obliczeń jest wykazana przez porównanie wyników obliczeń i badań. Model i program komputerowy można będzie w przyszłości stosować do analizowania mechanicznych zachowań i mechanizmu zniszczenia konstrukcji stalowych podczas trzęsienia ziemi.

Słowa kluczowe

PL

prawo elasto-plastyczne; konstrukcja stalowa; model konstytutywny; analiza nieliniowa; program komputerowy; trzęsienie ziemi; mechanizm zniszczenia

• 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: 457--469
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il.

Twórcy

autor

Hong Z.

• School of Construction and Mechanics, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, China
• School of Civil Engineering, Chang'an University, Xi'an, China

autor

Mao-Hong Y.

• School of Construction and Mechanics, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, China

Bibliografia

• 1. W. D. IWAN, On a class of model for the yielding behavior of continuous and composite system, J. Appl. Mech. Trans. ASME, 612-617, 1967.
• 2. H. PETERSSON, E. P. POPOV, Constitutive relation for generalized loading, J. Engrg. Mech., ASCE, 104(4), 611-627, 1977.
• 3. M. MINAGAWA, T. NISHIWAKI, N. MASUDA, Modeling cyclic plasticity of structural steels, Struct. Engrg. Earthquake Engrg., Japan, 4(2), 361-370, 1987.
• 4. Y. F. DAFALIAS, E. P. POPOV, A model of nonlinear hardening materials for complex loading, Acta Mechanica, 21, 173-192,1975.
• 5. Y. F. DAFALIAS, E. P. POPOV, Plastic interval variables formalism of cyclic plasticity, J. Appl. Mech. Trans. ASME, 43, 645-651, 1976.
• 6. R.D. KREIG, A practical two surface plasticity theory, J. Appl. Mech. Trans. ASME, 42, 641-646,1975.
• 7. N. OHNO, A constitutive model of cyclic plasticity with a nonhardering strain region, J. Appl. Mech. Trans. ASME, 49, 721-727, 1982.
• 8. N. T. TSENG, G. C. LEE, Simple plasticity model of two-surface type, J. Engrg. Mech., ASCE, 109(3), 795-810, 1983.
• 9. D. L. McDOWELL, A two-surface model for transient nonproportional cyclic plasticity, J. Appl. Mech. Trans. ASME, 52, 298-308, 1985.
• 10. N. G. COFIE, H. KRAWINKLER, Uniaxial cyclic stress-strain behavior of structural steel, J. Engrg. Mech, ASCE, 111(9),1105-1120,1985.
• 11. K. C. CHANG, G. C. LEE, Constitutive relations of structural steel under nonproportional loading, J. Engrg. Mech., ASCE, 112(8), 806-820, 1986.
• 12. C. SHEN, Y. TANAKA, E. MIZUNO, T. USAMI,A two-surface modl for steel with yield plateau, J. Struct. Engrg. / Earthquake Engrg., JSCE, 8(4), 179-188, 1992.
• 13. C. SHEN, I. H. P. MAMAGHANI, E. MIZUNO, T. USAMI, Cyclic behavior of structural steels: theory, J. Engrg. Mech., ASCE, 121(11), 1165-1172, 1995.
• 14. M. H. YU, L. N. HE, L. Y. SONG, Twin shear stress theory and its generalization, Scientia Sinica (Science in China), Series A, 28(11), 1174-1183, 1985.
• 15. M. H. YU, L. N. HE, A new model and theory on yield and failure of materials under complex stress state, Mechanical Behaviors of Materials, Oxford: Pergamon Press, 3: 841-846, 1991.
• 16. M. H. YU, New system of strength (in Chinese), Xi'an: Xi'an Jiaotong University Press, 1992.
• 17. M. H. YU, J. C. LI, Y. Q. ZHANG, Unified characteristics line theory of special axisymmetric plastic problem, Scientia Sinica (Science in China), Series E, 44(2), 207-215, 2001.
• 18. M. H. YU S. Y. YANG, Unified elasto-plastic associated and non-associated constitutive model and its engineering applications, Computers and Structures, 71, 627-636, 1999.
• 19. G. W. MA, H. HAO, Unified plastic limit analyses of circular plates under arbitrary load, Journal of Applied Mechanics, ASME, 66(2), 568, 1999.
• 20. H. F. QIANG, N. LU, B. J. LIU, Unified solutions of crack tip plastic zone under small scale yielding, Chinese Journal of Mechanical Engineering, 35(1), 34-38, 1999.
• 21. S. Y. YANG, M. H. YU, Constitutive descriptions of multiphase porous media, Acta Mechanica Sinica, 32(1), 11-24, 2000.
• 22. P. JETTEUR, S. CESCOTTO, V.de VILLE de GOYET, F. FREY, Improved nonlinear finite elements for oriented bodies using an extension of Marguerre's theory, Comput. Struct, 17(1), 129-137, 1983.
• 23. Y. L. JIANG, Nonlinear finite element method, Beijing: Beijing Industrial University Press, 1988.