Sobre el desarrollo de un elemento de viga Timoshenko modificado para el análisis de flexión de vigas de gradiente funcional
Autores: Ghazwani, Mofareh Hassan; Vinh, Pham V. V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Sobre el desarrollo de un elemento de viga Timoshenko modificado para el análisis de flexión de vigas de gradiente funcional
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Comportamiento de flexión
Vigas con gradiente funcional
Elemento de viga de Timoshenko
Formulación de elementos finitos mixtos
Tasa de convergencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio examina el comportamiento estático de flexión de vigas con gradiente funcional utilizando un elemento de viga Timoshenko modificado recientemente desarrollado. La formulación de elementos finitos mixtos y la teoría de vigas Timoshenko sirven como base para la formulación del elemento de viga propuesto. Hay dos nodos y dos grados de libertad en cada nodo del nuevo elemento de viga. El elemento sugerido está libre de bloqueo por corte, sin necesidad de integraciones reducidas o selectivas, debido a la formulación de elementos finitos mixtos. Los resultados comparativos demuestran alta precisión en los cálculos, incluso con mallas regulares e irregulares, así como discretizaciones gruesas y finas. Debido a su rápida tasa de convergencia, el elemento propuesto es una excelente herramienta para analizar estructuras de vigas con geometrías complejas y condiciones de carga. Se proporcionan varios ejemplos para demostrar la precisión y alta convergencia del elemento de viga propuesto. Además, se investigan los efectos de varios parámetros, como el índice de ley de potencia y la relación espesor-longitud, en el comportamiento de flexión de vigas con gradiente funcional. Los hallazgos destacan la robustez y versatilidad del elemento de viga desarrollado, lo que lo convierte en una contribución útil a la investigación en la mecánica computacional de estructuras de vigas.
Descripción
Este estudio examina el comportamiento estático de flexión de vigas con gradiente funcional utilizando un elemento de viga Timoshenko modificado recientemente desarrollado. La formulación de elementos finitos mixtos y la teoría de vigas Timoshenko sirven como base para la formulación del elemento de viga propuesto. Hay dos nodos y dos grados de libertad en cada nodo del nuevo elemento de viga. El elemento sugerido está libre de bloqueo por corte, sin necesidad de integraciones reducidas o selectivas, debido a la formulación de elementos finitos mixtos. Los resultados comparativos demuestran alta precisión en los cálculos, incluso con mallas regulares e irregulares, así como discretizaciones gruesas y finas. Debido a su rápida tasa de convergencia, el elemento propuesto es una excelente herramienta para analizar estructuras de vigas con geometrías complejas y condiciones de carga. Se proporcionan varios ejemplos para demostrar la precisión y alta convergencia del elemento de viga propuesto. Además, se investigan los efectos de varios parámetros, como el índice de ley de potencia y la relación espesor-longitud, en el comportamiento de flexión de vigas con gradiente funcional. Los hallazgos destacan la robustez y versatilidad del elemento de viga desarrollado, lo que lo convierte en una contribución útil a la investigación en la mecánica computacional de estructuras de vigas.