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A New Rectangular Finite Element Formulation Based on Higher Order Displacement Theory for Thick and Thin Composite and Sandwich Plates

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World Journal of Mechanics 2013年第3期3卷 194-201页

作者： Sanjib Goswami wilfried becker Department of Mechanical Engineering Institute of Structural Mechanics Technical University of Darmstadt Darmstadt Germany Shaktibad Apartment Phase-2 Ground Floor Garia Station Road Calcutta India

A new displacement based higher order element has been formulated that is ideally suitable for shear deformable composite and sandwich plates. Suitable functions for displacements and rotations for each node have been selected so that the element shows rapid convergence, an excellent response against transverse shear loading and requires no shear correction factors. It is completely lock-free and behaves extremely well for thin to thick plates. To make the element rapidly convergent and to capture warping effects for composites, higher order displacement terms in the displacement kinematics have been considered for each node. The element has eleven degrees of freedom per node. Shear deformation has also been considered in the formulation by taking into account shear strains ( rxz and ryz) as nodal unknowns. The element is very simple to formulate and could be coded up in research software. A small Fortran code has been developed to implement the element and various examples of isotropic and composite plates have been analyzed to show the effectiveness of the element.

关键词： Finite Element Displacement Approach Plate Bending Composite Shear Deformation Higher Order Theory Lock-Free

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层合复合材料自由角附近层间应力场的数值分析

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青海大学学报（自然科学版） 2005年第4期23卷 1-6页

作者：金培鹏 wilfried becker 丁雨田许广济兰州理工大学材料科学与工程学院青海大学建工系青海西宁810016 达姆施塔特工业大学力学研究所

对层合复合材料自由角附近的层间高应力问题,提出了一种三维有限差分法方案计算层合复合材料在变温下的自由角附近的应力场。对文中给出的[90°/0°]s对称铺层和Ni/Al层合复合材料及两个算例,有限差分方案的结果以前所提供的半解析解结... 详细信息

对层合复合材料自由角附近的层间高应力问题,提出了一种三维有限差分法方案计算层合复合材料在变温下的自由角附近的应力场。对文中给出的[90°/0°]s对称铺层和Ni/Al层合复合材料及两个算例,有限差分方案的结果以前所提供的半解析解结果更接近三维有限元计算结果。同时对纤维任意铺设的碳纤维增强塑料的算例进行了计算,发现有限差分方案的结果也和三维有限元计算结果符合的很好。这种有限差分方案所得的解是稳定的、收敛的。文中还就所计算的例子的应力场和层间破坏之间的关系进行了讨论,发现层间剥离应力,即正应力可能是层间破坏的主要因素。

关键词：层间应力自由边效应自由角效应热荷载纤维任意方向铺设层

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层合复合材料自由角附近的层间应力场——一个半解析解

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青海大学学报（自然科学版） 2005年第1期23卷 1-5页

作者：金培鹏 wilfried becker 丁雨田许广济兰州理工大学材料科学与工程学院达姆施塔特工业大学力学研究所

对层合复合材料自由角附近的层间高应力问题提出了一个计算应力场的半解析解,它适合于[90°/0°]s,对称铺层的层合复合材料变温问题。对文中给出的[90°/0°]s。对称铺层碳纤维增强塑料和Ni/Al层合复合材料的两个算例,解析解所得结果与... 详细信息

对层合复合材料自由角附近的层间高应力问题提出了一个计算应力场的半解析解,它适合于[90°/0°]s,对称铺层的层合复合材料变温问题。对文中给出的[90°/0°]s。对称铺层碳纤维增强塑料和Ni/Al层合复合材料的两个算例,解析解所得结果与用三维有限元计算的结果符合得较好。还就应力场和层间破坏之间的关系进行了讨论,发现层间剥离应力,即正应力可能是层间破坏的主要因素。

关键词：层间应力自由边效应层合板自由角自由角效应热荷载

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