Nonlinear dynamic finite element analysis of thick transversly flexible sandwich panel on elastic foundation with account of damage progression in time. Part 1. Three-dimensional formulation and two-dimensional plate theory

• Published in: Проблемы прочности
• Date: 2005
• Main Author: Perel, V.Y.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2005
• Subjects: Научно-технический раздел
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47676
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Nonlinear dynamic finite element analysis of thick transversly flexible sandwich panel on elastic foundation with account of damage progression in time. Part 1. Three-dimensional formulation and two-dimensional plate theory / V.Y. Perel // Проблемы прочности. — 2005. — № 2. — С. 92-106. — Бібліогр.: 13 назв. — англ.

In order to construct a plate theory for a thick
 transversely compressible sandwich plate with
 composite laminated face sheets, the author
 makes simplifying assumptions regarding distribution
 o f transverse strain components in the
 thickness direction. It is assumed that the transverse
 strains, i.e., £xz, £yz, and £zz do not vary
 in the thickness direction within the face sheets
 and the core, but can be different functions of
 the in-plane coordinates in different
 sublaminates (the face sheets and the core). An
 algorithm, which takes account of damage progression
 in dynamic problems, is incorporated
 into the computational scheme based on the
 geometrically nonlinear formulation, and is applied
 to failure analysis o f a sandwich plate under
 ground impact. The proposed model o f the
 sandwich plate does not require many degrees
 o f freedom in the finite element computations
 and has a wide range of applicability: it can be
 applied to the sandwich plates with a wide
 range o f ratios of thickness to the in-plane dimensionswith both thin and thick face sheets
 (as compared to the thickness o f the core) and
 to the sandwich plates with both transversely
 rigid and transversely compressible face sheets
 and cores. Із метою розвитку теорії пластин для товстих багатошарових панелей, що
 стискувані у поперечному напряму, із зовнішніми шарами у вигляді композитних
 ламінатних листів запропоновано спрощену схему розподілу поперечних
 деформацій по товщині панелі. Припускається, що поперечні деформації
 є xz, £ yz та £ zz не змінюються по товщині панелі в інтервалі її
 зовнішніх листів і серцевини, але можуть описуватися різними функціональними
 залежностями від координати в площинах різних субламінатів
 (зовнішні листи і серцевина панелі). Алгоритм, що ураховує розвиток пошкодження
 для динамічних задач, використовується в розрахунковій схемі,
 що базується на геометрично нелінійному формулюванні, стосовно до аналізу
 руйнування багатошарової пластини від ударного стикання з грунтом.
 Модель багатошарової пластини характеризується малою кількістю степеней
 вільності у скінченноелементних розрахунках та широким використанням:
 для пластин із тонкими або товстими зовнішніми шарами (у порівнянні
 з товщиною серцевини), для випадків стисливості або нестисливості
 зовнішніх шарів та (або) серцевини в поперечному напряму. С целью развития теории пластин для толстых многослойных панелей, сжимаемых в
 поперечном направлении, с наружными слоями в виде композитных ламинатных листов
 предложена упрощенная схема распределения поперечных деформаций по толщине панели.
 Предполагается, что поперечные деформации Exz, Eyz и ezz не изменяются по толщине
 панели в пределах ее наружных листов и сердцевины, но могут описываться различными
 функциональными зависимостями от координат в плоскостях разных субламинатов (наружные
 листы и сердцевина панели). Алгоритм, учитывающий развитие повреждения для
 динамических задач, используется в расчетной схеме, базирующейся на геометрически
 нелинейной формулировке, применительно к анализу разрушения многослойной пластины от
 ударного соприкосновения с грунтом. Модель многослойной пластины характеризуется
 малым количеством степеней свободы в конечноэлементных расчетах и широким спектром
 применения: для пластин с тонкими или толстыми наружными слоями (по сравнению с
 толщиной сердцевины), для случаев сжимаемости или несжимаемости наружных слоев и
 (или) сердцевины в поперечном направлении.