PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Finite element analysis of plate on layered tensionless foundation

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The method of calculations of a thick plate on the two-parameter layered foundation by the finite element method is presented. The numerical model allows to add a few (number of) foundation layers. The expressions for the element stiffness matrices of the foundation are based on IS-node zero-thickness interface elements. For modeIling of thick plates the 9-node Mindlin element of the Lagrange family is used. The formulation of the problem takes into account the shear deformation of the plate and unilateral contact conditions between plate and foundation. The tensionless character of the foundation is achieved by removing from the global stiffness matrix the appropriate part of foundation stiffness attached to the node being in the separation stage. The advantages of the proposed algorithm are illustrated by numerical examples.
PL
W pracy zaprezentowano obliczenia za pomocą metody elementów skończonych płyty grubej spoczywającej na dwuparametrowym podłożu wielowarstwowym. Model numeryczny pozwala na dodanie dowolnej liczby warstw podłoża. Wyrażenia na obliczenie macierzy sztywności podłoża bazują na wykorzystaniu l8-węzłowego międzypowierzchniowego elementu kontaktowego o zerowej grubości. W celu zamodelowania elementu płyty grubej wykorzystano 9-węzłowy element płytowy z rodziny Lagrange'a zdefiniowany według teorii Mindlina. Sformułowanie uwzględnia zarówno wpływ naprężeń ścinających w płycie jak również warunki kontaktu jednostronnego pomiędzy płytą a podłożem. Warunki kontaktu jednostronnego są zrealizowane przez usunięcie odpowiedniej części macierzy sztywności podłoża, która przypisana jest do węzłów nie będących w kontakcie. Poprawność zaproponowanego algorytmu zilustrowano kilkoma przykładmi numerycznymi.
Twórcy
autor
Bibliografia
  • 1. M.M. FILONENKO-BORODICH, Some approximate theories of elastic foundation [in Russian], Uchenyie Zapiski Moskovskogo Gosudarstvennogo Universiteta, Mekhanika, 46, 3-18, 1940.
  • 2. P.L. PASTERNAK, New method of calculation for flexible substructures on two-parameter elastic foundation [in Russian], Gosudarstvennoe Izdatelstvo Literatury po Stroitelstvu i Architekture, Moskau 1954; 1-56 (1954).
  • 3. V.Z. VLASOV, N.N. LEONT'EV, Beams, plates and shells on elastic foundations [in Russian], GIFML: Moskau, 1960.
  • 4. C.V.G. VALLABHAN, A.T. DALOGLU, Consistent FEM-Vlasov model for plates on layered soil. Journal of Structural Engineering ASCE, 125(1), 108-113, 1999.
  • 5. M. ÇELIK, M. OMURTAG, Determination of the Vlasov foundation parameters - quadratic variation of elasticity modulus - using FE analysis. Structural Engineering and Mechanics, 19(6). 619-637, 2005.
  • 6. M. ÇELIK, A. SAYGUN, A method for the analysis of plates on a two-parameter foundation. International Journal of Solids and Structures, 36, 2891-2915, 1999.
  • 7. K. OZGAN, M. OMURTAG, Alternative plate elements for the analysis of thick plates on elestic foundation. Structural Engineering and Mechanics, 26(1). 69-86, 2007.
  • 8. K. OZGAN, A.T. DALOGLU, Effect of transverse shear strans on plates resting on elastic foundation using modified Vlasov model. Thin-Walled Structures, 46, 1236-1250, 2008.
  • 9. R. BUCZKOWSKI, W. TORBACKI, Finite element modelling of thick plates on two-parameter elastic foundation. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 25(14), 1409-1427, 2001.
  • 10. Z. CELEP, Rectangular plates resting on tensionless elastic foundation. Journal of Engineering Mechanics ASCE, 114(12), 2083-2092, 1988.
  • 11. Z. CELEP, K. GÜLER, Axisymmetric forced vibrations of an elastic free circulaer plate on tensionless two parameter foundation. Journal of Sound and Vibration 301, 495-509, 2007.
  • 12. R.C. MISHRA, S.K. CHAKRABARTI, Rectangular plates resting on tensionless elastic foundation: some new results. Journal of Engineering Mechanics ASCE, 122(4), 385-387, 1996.
  • 13. R. LEWANDOWSKI, R. ŚWITKA, Unilateral plate contact with the elastic-plastic Winkler - type foundation. Computers & Structures, 39(6), 641-651, 1983.
  • 14. N. ERATLL, A.Y. AKÖZ, The mixed finite element formulation for the thick plates on elastic foundations. Computers & Structures, 65(4), 515-529, 1997.
  • 15. Y. ÖZÇELIKÖRS, M.H. OMURTAG, H. DEMIR, Analysis of orthotropic plate-foundation interaction by mixed finite element formulation using Gâteaux differential. Computers & Structures, 62(1), 93-106, 1997.
  • 16. H.S. SHEN, Nonlinear bending of Reissner-Mindlin plates with free edges under transverse and in-plane loads and resting on elastic foundations. International Journal of Mechanical Sciences, 41, 845-864, 1999.
  • 17. Y.T. FENG, D.R.J. OWEN, Iterative solution of coupled FE/BE discretizations for plate-foundation interaction problems. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 39, 1889-1901, 1996.
  • 18. Ö CIVALEK, M.H. ACAR, Discrete singular convolution method for the analysis of Mindlin plates on elestic foundations. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 84, 527-535, 2007.
  • 19. R.A. FRASER, L.J. WARDLE, Numerical analysis of elastic foundations. Geotechnique, 26, 613-630, 1976.
  • 20. V. KOLAR, I. NEMEC, Modeling of soil-structure interaction. Elsevier: Amsterdam, 1989.
  • 21. L. SADECKA, Refined model for analysis of plates on elastic foundations. Computers & Structures, 76, 603-610, 2000.
  • 22. Y.H. WANG, L.G. THAM, Y. TsuI, Z.Q. YUE, Plate on layered foundation analyzed by a semi analytical and semi-numerical method. Computers and Geotechnics, 30, 409-418, 2003.
  • 23. V.S. ALMEIDA, J.B. PAIVA, Static analysis of soil/pile interaction in layered soil by BEM/BEM coupling. Advances in Engineering Software, 38, 835-845, 2008.
  • 24. M.K. KIM, Y.M. LIM, W.Y. CHO, Three dimensinal dynamic response of surface foundation on layered half-space. Engineering Structures, 23, 1427-1436, 2001.
  • 25. Z.Y. AI, Z.Q. YUE, Elastic analysis of axially loaded single pile in multilayered soils. International Journal of Engineering Science, 47(11-12), 1079-1088, 2009.
  • 26. L. ANDERSEN, J. CLAUSEN, Impedance of surface footings on layered ground. Computers & Structures, 86, 72-87, 2008.
  • 27. R. BUCZKOWSKI, 21-node hexahedral isoparametric element for analysis of contact problems. Communications in Numerical Methods in Engineering, 14(7), 681-692, 1998.
  • 28. R.K.N.D. RAJAPAKSE, A.P.S. SELYADURAI, On the performance of Mindlin plate elements in modelling plate-elastic medium interaction: a comparative study. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 23, 1229-1244, 1986.
  • 29. E. HINTON, D.R.J. OWEN, Finite Elements in Plasticity: Theory and Practice. Pineridge Press: Swansea, 1980.
  • 30. J. JIROUSEK, A.P. ZIELIŃSKI, A. WRÓBLEWSKi, T-element analysis of plates on unilateral elastic Winkler-type foundation. Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences, 8, 343-358, 2001.
  • 31. A.P.S. SELYADURAI, Elastic analysis of soil-foundation interaction. Elsevier: North-Holland, 1979.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BTB2-0067-0034
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.