This thesis is about the development of a new numerical method for the analysis of composite shells. The present work is based on Reissner Mixed Variational Theorem (RMVT), the Sublaminate Generalized Unified Formulation (S-GUF), and the Ritz approximation. The present work investigates a more efficient way to compute transverse stresses (sigma_xz, sigma_yz, sigma_zz) based upon RMVT, allowing assigning their order of continuity a priori. This is a great advantage compared to a conventional displacement-based approach. In order to enable computing of both global and local responses (depending on the user’sneeds) the S-GUF framework was adopted. The Generalized Unified Formulation (GUF) enables the implementation of approximations with virtually unlimited algebraic order within a single code, and the order could also vary for different variables. In addition to the GUF, the concept of Sublaminate was utilized, allowing for sub-sectioning of the domain in the thickness direction into sublaminates, and it is then possible to apply different formulations in each of these sub-domains. The curvature of the shells is strictly defined by their radius-to- thickness ratio. The flexibility of S-GUF is helpful in the sense that curvature is only introduced and treated if needed by the particular case at hand. The governing equations obtained applying S-GUF to RMVT were solved in a weak formulation using the Ritz approximation. This choice was made to save computational time, which is one of the main benefits of the presented method. Validation of the code was made by comparing results from the present formulation with solutions available in the literature. Good to excellent agreement was found for several benchmark cases, supporting that the formulation is valid and provides reliable solutions.Finally, numerical and analytical considerations about the developed method were made: its numerical stability, how to tune its parameters, and which models result more correct from an analytical standpoint. / Denna avhandling handlar om utvecklingen av en ny numerisk metod för analys av kompositskal.Det aktuella arbetet är baserat på Reissner Mixed Variational Theorem (RMVT), Sublaminate Generalized Unified Formulation (S-GUF) och Ritz-approximationen.Arbetet går ut på att ta fram ett mer effektivt sätt att beräkna spänningar ut ur planet (sigma_xz, sigma_yz, aigma_zz) och utnyttjar RMVT, vilket möjliggör lokal hantering av kontinuitet i varierande ordning, definierad a priori. Detta innebär en stor fördel jämfört med en konventionell förskjutningsbaserad metod. För att möjliggöra beräkning av både global och lokal lösning, beroende påanvändarens behov, antogs S-GUF-ramverket. Den generaliserade enhetliga formuleringen (GUF) gördet möjligt att inom samma formulering implementera approximationer med i princip obegränsad algebraisk ordning, vilka dåocksåkan skilja mellan olika variabler. Förutom GUF används även konceptet Sublaminate som gör det möjligt att dela upp domänen i tjockleksriktningen i underregioner (sublaminate), och det är dåmöjligt att tillämpa olika formuleringar i var och en av dessa subdomäner. Krökningen hos ett skal definiers strikt av förhållandet mellan dess radie och tjocklek. Flexibiliteten hos S-GUF är fördelaktig dåkrökning endast hanteras för de specifika fall där det förekommer. De ekvationer som erhålls genom att applicera S-GUF på RMVT löses påsvag formmed användning av Ritz approximation. Detta val gjordes för att möjliggöra en snabbare beräkningstid, vilket är en av fördelarna med denna metod. Genom att jämföra de resultat med lösningar tillgängliga i litteraturen var det möjligt att validera resultaten och därmed även själva formuleringen. God till utmärkt överensstämmelse påvisades för ett antal olika standardfall vilket styrker att metoden fungerar och attdess lösningar är pålitliga. Slutligen ritades numeriska och analytiska överväganden om metoden här utvecklad, såsom dess numeriska stabilitet, hur man ställer in dess parametrar och vilka modeller somär mer korrekta ur en analytisk synvinkel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-302787 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Esposito, Pier Antonio |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2021:027 |
Page generated in 0.0025 seconds