A point mass added to a plate may have a significant effect on its linear and nonlinear dynamics, including frequencies, mode shapes and the forced response to external loading. In the present paper, a simply supported clamped simply supported clamped rectangular plate (SCSCRP) carrying a point mass is examined. The expressions for the kinetic, linear and non-linear strain energies are derived by taking into account the effect of the added mass on the kinetic energy and the effect of the membrane forces induced by the non-linearity on the strain energy. The discretization of these expressions makes the mass tensor, the linear and non-linear rigidity tensors appear in a non-linear algebraic multimode amplitude equation, the iterative solution of which permit to obtain, in the neighborhood of the first non-linear mode, the basic SCSCRP function amplitude dependent contribution coefficients. Nonlinear frequency response functions have been obtained for the first time, based on an iterative numerical solution in each case of the associated complete set of nonlinear algebraic equations. Such new results are useful for a better qualitative understanding allowing an optimal dynamic design of the rectangular plates with added masses.
The model of a damped orthotropic rectangular plate resting on a Winkler foundation with a simple support has the fourth order differential equation governing it, which is reduced to a second order coupled differential equation by separating the variables. The coupled differential equation was solved using numerical schemes .The classical condition used as an illustrative example is the simple support condition. It is observed that damping plays a very significant role in the vibration of solid structures, as it has been shown that the deflection profile depends greatly on the damping ratio. The deflection profile also proves to be more stable in the presence of foundation coupled with viscous damping. The results obtained were discussed and graphically presented.
The paper is devoted to buckling problem of axially compressed shallow cylindrical panels. Governing differential equations of the nonlinear theory of shallow cylindrical shells are analytically solved. Critical stresses and equilibrium paths of the panels with small curvatures are analytically studied. The formula of the critical stresses for almost flat, cylindrical panels is derived. The “shallowness” of the panel is given by the parameter α and formulae are derived for a range of this parameter. The range of values of sectorial angle for these panels is also defined.
Przedstawiono alternatywne narzędzie do wyznaczenia częstotliwości drgań własnych płyt z nieciągłymi warunkami brzegowymi – sztuczne sieci neuronowe (SSN). W celu uzyskania bazy danych wykorzystanej do uczenia i testowania SSN przeprowadzono obliczenia z wykorzystaniem programu MES. Zaprezentowano także analizy skuteczności stosowania SSN.
EN
Article shows an alternative tool to determine the natural frequencies of rectangular plates with discontinuous boundary conditions – Artificial Neural Networks (ANN). FEM calculations were carried out in order to obtain a database used for learning and testing ANN. Article presents also analysis of the efficacy of the ANN.
In the present study, we have developed a code using Matlab software for solving a rectangular aluminum plate having void, notch, at different boundary conditions discretizing a two dimensional (2D) heat conduction equation by the finite difference technique. We have solved a 2D mixed boundary heat conduction problem analytically using Fourier integrals (Deb Nath et al., 2006; 2007; 2007; Deb Nath and Ahmed, 2008; Deb Nath, 2008; Deb Nath and Afsar, 2009; Deb Nath and Ahmed, 2009; 2009; Deb Nath et al., 2010; Deb Nath, 2013) and the same problem is also solved using the present code developed by the finite difference technique (Ahmed et al., 2005; Deb Nath, 2002; Deb Nath et al., 2008; Ahmed and Deb Nath, 2009; Deb Nath et al., 2011; Mohiuddin et al., 2012). To verify the soundness of the present heat conduction code results using the finite difference method, the distribution of temperature at some sections of a 2D heated plate obtained by the analytical method is compared with those of the plate obtained by the present finite difference method. Interpolation technique is used as an example when the boundary of the plate does not pass through the discretized grid points of the plate. Sometimes hot and cold fluids are passed through rectangular channels in industries and many types of technical equipment. The distribution of temperature of plates including notches, slots with different temperature boundary conditions are studied. Transient heat transfer in several pure metallic plates is also studied to find out the required time to reach equilibrium temperature. So, this study will help find design parameters of such structures.
Opracowano algorytmy numeryczne przeznaczone do obliczania ugięcia płyt prostokątnych ze wszystkimi krawędziami utwierdzonymi lub wszystkimi krawędziami swobodnie podpartymi. Funkcję ugięcia płyt aproksymowano dwusześcienną funkcją sklejaną przedstawioną przez znormalizowane B-funkcje sklejane. Niezbędne aproksymacje pochodnych cząstkowych występujących w równaniu ugięcia płyty i w warunkach brzegowych uzyskano korzystając z własności, że bikubiczna funkcja sklejana jest wielomianową funkcją sklejaną względem każdej zmiennej niezależnej z osobna. Skuteczność algorytmów została w pełni potwierdzona. Uzyskano bardzo dobrą zgodność wartości strzałek ugięcia dla różnych grubości płyt po ich porównaniu z wynikami obliczeń wykonanymi metodą elementów skończonych za pomocą programu Autodesk Simulation v.14. Prezentowane algorytmy mogą być łatwo zmodyfikowane do rozwiązywania różnych zagadnień zginania płyt prostokątnych, a także płyt o dowolnych kształtach. Zaproponowano także sposób wyznaczania ugięcia płyt z krawędziami swobodnymi.
EN
Numerical algorithms for calculating deflection of rectangular plates with all built-in edges, or all simply supported edges have been developed. The function of deflection plates are approximated by bicubic spline function represented by normalized B-spline functions. Necessary approximations of partial derivatives appearing in the equation of the deflection plates and in the boundary conditions are obtained by using the property that bicubic spline function is a polynomial spline function with respect to each independent variable separately. The effectiveness of the algorithms has been fully confirmed. A very good agreement of maximum deflection values for different thicknesses of plates was obtained after their comparison with the results of calculations made by finite element method using the Autodesk Simulation v.14. Presented algorithms can be easily modified to solve various problems of bending of rectangular plates, and the plates of any shape. Also a way for determining the deflection plates with free edges is proposed.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The study analyzes the static behaviour of rectangular slabs subjected to the action of temperature. On the basis of the results, the problem of reinforcement of such slabs is analyzed. The numerical variational finite difference method is applied in order to find solutions to this problem. The results are compared with analytical solutions and are verified by model testing.
PL
Artykuł dotyczy analizy pracy statycznej płyt prostokątnych poddanych działaniu temperatury. Na podstawie uzyskanych wyników analizowano problem zbrojenia takich płyt. Do poszukiwania rozwiązań zastosowano numeryczną metodę wariacyjnego ujęcia różnic skończonych. Uzyskane wyniki porównano z rozwiązaniami analitycznymi oraz zweryfikowano badaniami modelowymi.
Wskazano na mało precyzyjny zapis w normie dotyczącej konstrukcji żelbetowych w odniesieniu do zbrojenia płyt dwukierunkowo zginanych, a także na różnice w tym zakresie podawane w literaturze. Stwierdzono, że właściwą drogą w obliczaniu i wymiarowaniu płyt prostokątnych jest wyznaczenie momentów zginających oraz potrzebnego zbrojenia na podstawie obliczeń np. metodą różnic skończonych.
EN
The Authors have indicated a small precised notation in the RC standards concerned to the two-way reinforced slabs and differences in professional literature. The proper way in calculation and dimmensioning of two-way slabs including necessary reinforcement on the base of finite difference method has been affirmed.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
There are presented obtained from literature review formulations which involve the loads and strains for evaluation of structural intensity for beams, shells and plates. The method of intensity evaluation was based on complex modal analysis with use of finite element method. There are presented results of structural intensity vectors distribution on the surface of simply supported, ribbed rectangular plate. Such solved problem was intended to show the usability of structure surface intensity method in diagnostics of construction joints.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A study of parametric vibrations of functionally graded plates subjected to in-plane time-dependent forces is presented. The rectangular plate described by geometrically non-linear partial differential equations is studied Moderately large deflection equations taking into account a coupling of in-plane and transverse motions are used. The parametric vibrations or dynamic stability of functionally graded plate are analysed using the direct Liapunov method. Due to a small thickness coupling, and rotary inertia terms are neglected. The asymptotic stability and almost-sure asymptotic stability criteria involving a damping coefficient and loading parameters are derived using Liapunov's direct method. Material properties are graded in the thickness direction of the plate according to volume fraction power law distribution. Studies of parametric vibrations of functionally graded shells made up of steel – zirkonia, nickel – SiN and aluminum - TiC are presented. An oscillating temperature causes generation of in-plane time-dependent forces destabilizing the plane state of the plate equilibrium.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono ścisła metodę rozwiązania problemu brzegowego lepko-sprężystej płyty prostokątnej o różnych warunkach brzegowych. Po rozdzieleniu zmiennych przestrzennych i czasu otrzymano dwa zwyczajne równania różniczkowe, tj. ruchu i postaci drgań płyty. Rozdzielenie zmiennych przestrzennych x i y oraz rozwiązanie subproblemu brzegowego dało subwartości i subfunkcje własne. Udowodniona własność ortogonalności subfunkcji własnych umożliwiła rozwiązać główny problem brzegowy, tj. wyznaczyć dwa nieskończone ciągi: częstości i postaci drgań własnych.
EN
In this paper an exact method of solution of the boundary-value problem of a viscoelastic rectangular plate is presented. After separation of spatial and time variables we obtain two ordinary differential equations, i.e. motion and modes of vibrations. Separation of spatial variables x and y as well as solution of boundary-value subproblem yiled eigensubvalues and eigensubfunctions. Proved property of orthogonality of eigensubfunctions enables to solve the main boundary-value problem, i.e. determine two infinite sequencies: eigenfrequencies and eigenmodes.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The phenomenon of sudden changes of deformation pattern occurring in the postbuckling behaviour of rectangular plates in axial compression is examined in the paper. In the reference to the Stein's experiment the actual behaviour of plates in the postbuckling range is described. The numerical (FEM) analysis is presented on the basis of which the phenomenon of sudden jumps observed by Stein is clarified and interpreted with reference to the first jump which took place within elastic range. The adopted approach is based on calculation of all equilibrium paths and examination of their stability characteristics. Besides the primary bifurcation pattern corresponding to five halfwaves the stable path with six halfwaves was found in load-displacement space. The stable six halfwaves pattern appeared as a result of the secondary bifurcation. Analysing both stable equilibrium paths conclusion referring to the postbuckling behaviour of the plate have been drawn.
PL
W pracy rozważa się zjawisko nagłych zmian formy deformacji występujące w pokrytycznym zachowaniu się płyt prostokątnych poddanych osiowemu ściskaniu. Rzeczywiste zachowanie się płyt w zakresie pokrytycznym opisano na podstawie eksperymentu Steina. Przedstawiono analizę numeryczną wykorzystującą MES, na bazie której zjawisko nagłych przeskoków zaob- serwowane przez Steina zostało wyjaśnione i zinterpretowane w odniesieniu do pierwszego przeskoku, który wystąpił w zakresie sprężystym. Zastosowane podejście jest oparte na wyznaczeniu wszystkich ścieżek równowagi i zbadaniu ich charakterystyk stateczności. Poza pierwotną formą bifurkacji odpowiadającą pięciu półfalom, znaleziono w przestrzeni obciążeniowo-przemieszczeniowej także stateczną ścieżkę równowagi z sześcioma półfalami. Ta stateczna sześcio półfalowa forma deformacji pojawiła się na skutek wtórnej bifurkacji. Analizując obie stateczne ścieżki równowagi, wyciągnięto wnioski co do pokrytycznego zachowania się płyty.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.