A finite element model using a unified formulation for the analysis of viscoelastic sandwich laminates

In this paper we present a layerwise finite element model for the analysis of sandwich laminated plates with a viscoelastic core and laminated anisotropic face layers. The stiffness and mass matrices of the element are obtained by Carrera's Unified Formulation (CUF). The dynamic problem is solved in the frequency domain with viscoelastic frequency-dependent material properties for the core. The dynamic behaviour of the model is compared with solutions found in the literature, including experimental data

Higher-order theories and radial basis functions applied to free vibration analysis of thin-walled beams

In this article, the efficiency of the radial basis functions (RBFs) method when applied to higher-order beam theories is investigated. The displacement field of the generic-order beam model is expressed by making use of the Carrera Unified Formulation (CUF). The strong form of the principle of virtual displacements (PVD) is used to obtain the equations of motion of beams in free vibration. The hierarchical capability of the CUF, in conjunction with the PVD, allows to write the governing equations and the natural boundary conditions in terms of fundamental nuclei. The nuclei can be automatically expanded depending on the theory order N, which is a free parameter of the formulation. Locally supported Wendland’s C6 radial basis functions are subsequently used to approximate the derivatives of the generalized displacements, which are collocated on a number of points (centers) along the beam axis. Several numerical results are proposed including solid structures as well as open and closed thin-walled sections. The solutions by the proposed method are compared both by published literature and by solid/shell models from the commercial code MSC Nastran

Analysis of laminated doubly-curved shells by alayerwise theory and radial basis functions collocation, accounting for through-the-thickness deformations

In this paper, the static and free vibration analysis of laminated shells is performed by radial basis functions collocation, according to a sinusoidal shear deformation theory (SSDT). The SSDT theory accounts for through-the-thickness deformation, by considering a sinusoidal evolution of all displacements with the thickness coordinate. The equations of motion and the boundary conditions are obtained by the Carrera's Unified Formulation, and further interpolated by collocation with radial basis functions

Analysis of thin isotropic rectangular and circular plates with multiquadrics

A computational method based on radial basis functions has been applied to the linear solution of thin plates. This meshless numerical methodgives high flexibility in the analysis of irregular geometries, due to its insensivity to spatial dimension. The multiquadrics approach is used in this paper. The numerical solution is compared with Kirchhoff theory for plates.Виконано лінійний розрахунок напружено-деформованого стану тонких пластин числовим методом, що базується на використанні мультіквадратичних радіальних базисних функцій. Показано, що даний метод є досить гнучким при розрахунках об’єктів зі складною геометрією, оскільки не потребує сіткового розбиття і нечутливий до їх просторових координат. Отримані числові результати порівнюються з даними розв’язків на основі теорії пластин Кірхгофа.Выполнен линейный расчет напряженно-деформированного состояния тонких пластин численным методом, базирующемся на использовании мультиквадратических радиальных базисных функций. Показано, что данный метод оказывается весьма гибким при расчетах объектов со сложной геометрией, поскольку не требует сеточного разбиения и нечувствителен к их пространственным координатам. Полученные численные результаты сравниваются с данными решений на основе теории пластин Кирхгофа

Nonlinear Finite Element Analysis of Rubber Composite Shells

A finite-element solution for rubber composite shells is presented. Sandwich laminates with a rubber core have also been studied. Incompressibility of a rubber matrix and complexity of composite shells bring forth the need for a sound numerical model to describe the behavior of such engineering materials. The developed model was applied to a degenerate shell element within the limits of the first- and thirdorder shear deformation theories. The model allows to predict with a sufficient accuracy the nonlinear behavior of sandwich shells with composite skins and rubber cores and composite shells with a rubber matrix.Представлено конечноэлементное решение для композитных оболочек с каучуковой матрицей. Рассматриваются также многослойные конструкции с каучуковой основой. Для учета несжимаемости каучуковой матрицы и неоднородности структуры многослойных оболочек необходимо разработать на основе численных методов хорошо обоснованную модель, описывающую поведение указанных строительных материалов. Предложенная модель применялась авторами к вырожденному элементу оболочки в рамках деформационных теорий сдвига первого и третьего порядка. Модель позволяет достаточно точно прогнозировать нелинейное поведение многослойных оболочек с тонкими прослойками из композитного материала и слоями каучука, а также композитных оболочек с каучуковой матрицей.Наведено скінченноелементннй розв’язок для композитних оболонок із каучуковою матрицею. Розглядаються також багатошарові конструкції з каучуковою основою. Для урахування нестисливості каучукової матриці і неоднорідності структури багатошарових оболонок необхідно розробити на основі числових методів добре обгрунтовану модель, що дозволить описати поведінку указаних будівельних матеріалів. Запропонована модель застосовувалась авторами до виродженого елемента оболонки в рамках деформаційних теорій зсуву першого і третього порядку. Модель дозволяє достатньо точно прогнозувати нелінійну поведінку багатошарових оболонок із тонкими прошарками з композитного матеріалу і шарами каучука, а також композитних оболонок із каучуковою матрицею