Geometrically nonlinear analysis of the stability of the stiffened plate taking into account the interaction of eigenforms of buckling


Cite item

Full Text

Abstract

The aims of this work are a detailed consideration in a geometrically nonlinear formulation of the stages of the equilibrium behavior of a compressed stiffened plate, taking into account the interaction of the general form of buckling and local forms of wave formation in the plate or in the reinforcing ribs, comparison of the results of the semi-analytical solution of the system of nonlinear equations with the results of the numerical solution on the Patran-Nastran FEM complex of the problem of subcritical and postcritical equilibrium of a compressed stiffened plate. Methods. Geometrically-nonlinear analysis of displacement fields, deformations and stresses, calculation of eigenforms of buckling and construction of bifurcation solutions and solutions for equilibrium curves with limit points depending on the initial imperfections. An original method is proposed for determining critical states and obtaining bilateral estimates of critical loads at limiting points. Results. An algorithm for studying the equilibrium states of a stiffened plate near critical points is described in detail and illustrated by examples, using the first nonlinear (cubic terms) terms of the potential energy expansion, the coordinates of bifurcation points and limit points, as well as the corresponding values of critical loads. The curves of the critical load sensitivity are plotted depending on the value of the initial imperfections of the total deflection. Equilibrium curves with characteristic bifurcation points of local wave formation are constructed using a numerical solution. For the case of action of two initial imperfections, an algorithm is proposed for obtaining two-sided estimates of critical loads at limiting points.

About the authors

Gaik A. Manuylov

Russian University of Transport

Author for correspondence.
Email: grudtsyna_ira90@mail.ru

Associate Professor of the Department of Structural Mechanics

15 Obraztsova St, Moscow, 127994, Russian Federation

Sergey B. Kositsyn

Russian University of Transport

Email: grudtsyna_ira90@mail.ru

Head of the Department of Theoretical Mechanics, adviser of the RAACS, D.Sc. in Engineering, Professor

15 Obraztsova St, Moscow, 127994, Russian Federation

Irina E. Grudtsyna

Russian University of Transport

Email: grudtsyna_ira90@mail.ru

postgraduate student of the Department of Theoretical Mechanics

15 Obraztsova St, Moscow, 127994, Russian Federation

References

  1. Koiter W.T., Kuiken G.D.C. The interaction between local buckling and overall buckling on the behavior of built-up columns. Delft Laboratory Report WTHD 23. 1971.
  2. Koiter W.T., Pignataro M.A. General theory for the interaction between local and overall buckling of stiffened panels. Delft WTHD Report 83. 1976. p. 179–222.
  3. Van Der Neut A. Mode interaction with a stiffened panel. Harvard Proc. IUTAM Symp., Buckling of Structures. 1974:117–132.
  4. Tvergaard V. Imperfection sensitivity of a wide integrally stiffened panel under compression. Int. J. Solids Structures. 1973;9(1):177–192. https://doi.org/10.1016/0020-7683(73)90040-1
  5. Hunt G.W. Imperfection-sensitivity of semi-symmetric branching. Proc. R. Soc. Lond. A. 1977, October 24; 357(1689):193–211. https://doi.org/10.1098/rspa.1977.0163
  6. Manevich A. To the theory of coupled buckling of reinforced thin-walled structures. Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 1982;(2):337–345. (In Russ.)
  7. Manevich A. Interaction of buckling forms compressed reinforced panels. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 1981;(5):24–29. (In Russ.)
  8. Manevich A. Nelinejnaya teoriya ustojchivosti podkreplennyh plastin i obolochek s uchetom vzaimodejstviya form vypuchivaniya [Nonlinear theory of stability of reinforced plates and shells taking into account the interaction of buckling forms]. Dnepropetrovsk; 1986. (In Russ.)
  9. Manuylov G., Кositsyn S., Grudtsyna I. Numerical analysis critical equilibrium of flexible supported plate with allowance for influence initial geometrical imperfections. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2020;(1):30–36. (In Russ.)
  10. Manuylov G., Кositsyn S., Grudtsyna I. Numerical analysis of stability of the stiffened plates subjected aliquant critical loads. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020;16(1):54–61. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-1-54-61
  11. Manuylov G., Кositsyn S., Grudtsyna I. Influence of buckling forms interaction on stiffened plate bearing capacity. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2020;16(2):83–93.
  12. Thompson J.M.T., Tan J.K.Y., Lim K.C. On the topological classification of postbuckling phenomena. Journal of Structural Mechanics. 1978;6(4):383–414.
  13. Manuylov G. On the calculation of the roots of polynomials by the extension method. MIIT Proceedings. 1971; (371):133–147. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».