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Time-domain analysis of framed structures based on "exact" structural-property matrices for nonprismatic Timoshenko’s elements

Pillon, Fernando R. und Ribeiro, Lara und de Ara´ujo, Fracisco Celio und Degenhardt, Richard (2022) Time-domain analysis of framed structures based on "exact" structural-property matrices for nonprismatic Timoshenko’s elements. Advances in Engineering Software, 103, Seiten 421-444. Elsevier. doi: 10.1016/j.apm.2021.10.048. ISSN 0965-9978.

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Kurzfassung

This paper applies a unified process to calculate ”exact” (consistent) finite-element (FE) matrices for framed structures having nonprismatic elements and including shear-deformation and rotational-inertia effects. In this process, the exact expressions for the element stiffness and nodal-load coefficients result from applying the principle of virtual forces (PVF) at the element level. Rigidity values, determined at a certain number of cross sections in the frame element, are employed to describe how the corresponding rigidities vary along its length. For that, interpolation polynomials of different orders are considered. Exact Timoshenko’s shape functions, built under the most general cases of rigidity variation, are used for evaluating the mass matrix coefficients. In the applications, complex 2D frames with nonprismatic elements are considered to simulate bridge structures under seismic excitation and a generic harmonic load. Comparisons with highly accurate response time-histories obtained by employing ANSYS (3D) solid-FE models are effected to verify the robustness of the proposed formulation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191590/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Time-domain analysis of framed structures based on "exact" structural-property matrices for nonprismatic Timoshenko’s elements
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pillon, Fernando R.Federal University of Ouro Preto, BrazilNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ribeiro, LaraFederal University of Ouro Preto, BrazilNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Ara´ujo, Fracisco CelioNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Degenhardt, RichardDLRhttps://orcid.org/0000-0002-9766-9418NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2022
Erschienen in:Advances in Engineering Software
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:103
DOI:10.1016/j.apm.2021.10.048
Seitenbereich:Seiten 421-444
Verlag:Elsevier
ISSN:0965-9978
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Response time-history; exact Timoshenko's shape functions; nonprismatic frame, elements; arbitrary cross sections; seismic excitations
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
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Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Strukturmechanik
Hinterlegt von: Degenhardt, Prof. Dr. Richard
Hinterlegt am:12 Sep 2023 09:10
Letzte Änderung:12 Sep 2023 09:10

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