008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016935242
■00520240214101909
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798380727358
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30685581
■035    ▼a(MiAaPQ)Purdue22803230
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a300
■1001  ▼aChiu,  Rong.
■24510▼aHeterogeneous  Structural  Elements  Based  on  Mechanics  of  Structure  Genome▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bPurdue  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(130  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Yu,  Wenbin.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Purdue  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aThe  Mechanics  of  Structural  Genome  (MSG)  is  a  unified  homogenization  theory  used  to  find  equivalent  constitutive  models  for  beam,  plate,  and  solid  structures.  It  has  been  proven  accurate  for  periodic  structures.  However,  for  certain  applications  such  as  non-prismatic  wind  turbine  blades  and  helicopter  flexbeams  featuring  ply  drop-off,  where  there  is  no  repeating  structure  and  the  periodic  boundary  condition  cannot  be  used,  MSG's  accuracy  is  limited.  In  this  work,  we  aim  to  extend  MSG  to  find  element  stiffness  matrices  directly  for  aperiodic  structures,  instead  of  beam  properties  or  three-dimensional  (3D)  solid  material  properties.  Two  finite  elements  based  on  MSG  have  been  developed:  Heterogeneous  Beam  Element  (HBE)  and  Heterogeneous  Solid  Element  (HSE).For  beam  modeling,  the  beam-like  structure  is  homogenized  into  a  series  of  3-node  Heterogeneous  Beam  Elements  (HBE)  with  18  x  18  effective  beam  element  stiffness  matrices.  These  matrices  are  used  as  input  for  one-dimensional  (1D)  beam  analysis  using  the  Abaqus  User  Element  subroutine  (UEL).  Using  the  macroscopic  beam  analysis  results  as  input,  we  can  also  perform  dehomogenization  to  predict  the  stresses  and  strains  in  the  original  structure.  We  use  three  examples  (a  prismatic  composite  beam,  an  isotropic  homogeneous  tapered  beam,  and  a  composite  tapered  beam)  to  demonstrate  the  capability  of  HBE  and  show  its  advantages  over  the  MSG  cross-sectional  analysis  approach.  HBE  can  capture  macroscopic  behavior  and  detailed  stresses  due  to  non-prismatic  geometry.The  Heterogeneous  Solid  Element  (HSE)  is  developed  based  on  MSG  to  model  a  heterogeneous  body  as  an  equivalent  solid  element  using  an  effective  element  stiffness  matrix.  HSE  modeling  includes  homogenization,  macroscopic  global  analysis,  and  dehomogenization  to  recover  local  strains/stresses.  HSE  avoids  the  local  periodicity  assumption  for  traditional  multiscale  modeling  techniques  for  composite  structures  that  compute  effective  material  properties  instead.  Abaqus  composite  solid  element  and  MSG-based  traditional  multiscale  modeling  are  used  to  validate  the  accuracy  of  HSE.  All  example  results  show  that  HSE  is  more  accurate  in  predicting  global  structural  behavior  and  local  strains/stresses.HBE  and  HSE  provide  a  new  concept  for  modeling  aperiodic  composite  structures  by  modeling  structures  into  equivalent  beam  or  solid  elements  instead  of  beam  properties  of  the  reference  line  in  1D  beam  analysis  or  material  properties  of  material  points  in  solid  structural  analysis.
■590    ▼aSchool  code:  0183.
■650  4▼aLoad.
■650  4▼aKinematics.
■650  4▼aGenomes.
■650  4▼aMechanics.
■650  4▼aBoundary  conditions.
■650  4▼aComposite  materials.
■650  4▼aGenetics.
■650  4▼aMathematics.
■690    ▼a0346
■690    ▼a0369
■690    ▼a0405
■71020▼aPurdue  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-05B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0183
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16935242▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024