Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane

Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane

The geometric nonlinear vibrations of pretensioned orthotropic membrane with four edges fixed, which is commonly applied in building membrane structure, are studied. The nonlinear partial differential governing equations are derived by von Kármán’s large deflection theory and D’Alembert’s principle....

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Прикладная механика
Date:2018
Main Authors: Liu, C.J., Zheng, Z.L., Yang, X.Y., Guo, J.J.
Format: Article
Language:English
Published: Інститут механіки ім. С.П. Тимошенка НАН України 2018
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174161
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane / C.J. Liu, Z.L. Zheng, X.Y. Yang, J.J. Guo // Прикладная механика. — 2018. — Т. 54, № 1. — С. 122-141. — Бібліогр.: 34 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-174161
record_format dspace
spelling Liu, C.J.
Zheng, Z.L.
Yang, X.Y.
Guo, J.J.
2021-01-06T18:38:07Z
2021-01-06T18:38:07Z
2018
Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane / C.J. Liu, Z.L. Zheng, X.Y. Yang, J.J. Guo // Прикладная механика. — 2018. — Т. 54, № 1. — С. 122-141. — Бібліогр.: 34 назв. — англ.
0032-8243
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174161
The geometric nonlinear vibrations of pretensioned orthotropic membrane with four edges fixed, which is commonly applied in building membrane structure, are studied. The nonlinear partial differential governing equations are derived by von Kármán’s large deflection theory and D’Alembert’s principle. Because of the strong nonlinearity of governing equations, the homotopy perturbation method (HPM) to solve them is applied. The approximate analytical solution of the vibration frequency and displacement function is obtained. In the computational example, the frequency, vibration mode and displacement as well as the time curve of each feature point are analyzed. It is proved that HPM is an effective, simple and high-precision method to solve the geometric nonlinear vibration problem of membrane structures. These results provide some valuable computational basis for the vibration control and dynamic design of building and other analogous membrane structures.
Вивчено геометрично нелінійні коливання попередньо напруженої ортотропної мембрани з чотирма фіксованими краями, яка звичайно використовується в будівельних мембранних конструкціях. Нелінійні рівняння динаміки в частинних похідних отримано на базі теорії фон Кармана про великі прогини і принципу Д‘Алямбера. Застосовано метод гомотопічного збурення для розв’язування отриманих сильно нелінійних рівнянь. Отримано наближений аналітичний розвязок для частоти коливань і функції зміщень. У числовому прикладі проаналізовано частоти, форми коливань, зміщення і залежні від часу криві у кожній характерній точці. Доведено, що цей метод є ефективним, простим і високоточним для розвязування задач про геометрично нелінійні коливання мембранних конструкцій. Ці результати створюють певну корисну базу для обчислення задач про управління коливаннями і динамічне конструювання будівельних та інших аналогічних мембранних конструкцій.
This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (Project number: 51608060), the Science and Technology Research Project of Chongqing Municipal Education Commission (Project number: KJ1603602), and the Talent Fund of Chengdu University of Technology (Project number: KYGG201303).
en
Інститут механіки ім. С.П. Тимошенка НАН України
Прикладная механика
Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane
spellingShingle Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane
Liu, C.J.
Zheng, Z.L.
Yang, X.Y.
Guo, J.J.
title_short Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane
title_full Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane
title_fullStr Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane
title_full_unstemmed Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane
title_sort geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane
author Liu, C.J.
Zheng, Z.L.
Yang, X.Y.
Guo, J.J.
author_facet Liu, C.J.
Zheng, Z.L.
Yang, X.Y.
Guo, J.J.
publishDate 2018
language English
container_title Прикладная механика
publisher Інститут механіки ім. С.П. Тимошенка НАН України
format Article
description The geometric nonlinear vibrations of pretensioned orthotropic membrane with four edges fixed, which is commonly applied in building membrane structure, are studied. The nonlinear partial differential governing equations are derived by von Kármán’s large deflection theory and D’Alembert’s principle. Because of the strong nonlinearity of governing equations, the homotopy perturbation method (HPM) to solve them is applied. The approximate analytical solution of the vibration frequency and displacement function is obtained. In the computational example, the frequency, vibration mode and displacement as well as the time curve of each feature point are analyzed. It is proved that HPM is an effective, simple and high-precision method to solve the geometric nonlinear vibration problem of membrane structures. These results provide some valuable computational basis for the vibration control and dynamic design of building and other analogous membrane structures. Вивчено геометрично нелінійні коливання попередньо напруженої ортотропної мембрани з чотирма фіксованими краями, яка звичайно використовується в будівельних мембранних конструкціях. Нелінійні рівняння динаміки в частинних похідних отримано на базі теорії фон Кармана про великі прогини і принципу Д‘Алямбера. Застосовано метод гомотопічного збурення для розв’язування отриманих сильно нелінійних рівнянь. Отримано наближений аналітичний розвязок для частоти коливань і функції зміщень. У числовому прикладі проаналізовано частоти, форми коливань, зміщення і залежні від часу криві у кожній характерній точці. Доведено, що цей метод є ефективним, простим і високоточним для розвязування задач про геометрично нелінійні коливання мембранних конструкцій. Ці результати створюють певну корисну базу для обчислення задач про управління коливаннями і динамічне конструювання будівельних та інших аналогічних мембранних конструкцій.
issn 0032-8243
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174161
citation_txt Geometric nonlinear vibration analysis for pretensioned rectangular orthotropic membrane / C.J. Liu, Z.L. Zheng, X.Y. Yang, J.J. Guo // Прикладная механика. — 2018. — Т. 54, № 1. — С. 122-141. — Бібліогр.: 34 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT liucj geometricnonlinearvibrationanalysisforpretensionedrectangularorthotropicmembrane
AT zhengzl geometricnonlinearvibrationanalysisforpretensionedrectangularorthotropicmembrane
AT yangxy geometricnonlinearvibrationanalysisforpretensionedrectangularorthotropicmembrane
AT guojj geometricnonlinearvibrationanalysisforpretensionedrectangularorthotropicmembrane
first_indexed 2025-11-28T00:09:07Z
last_indexed 2025-11-28T00:09:07Z
_version_ 1850853041812537344

Similar Items