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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 25/3-4 - 2015  - pp.385-405  - doi:10.3166/rcma.25.385-405
TITRE
Concentration de contrainte et déflection dans des plaques isotropes et orthotropes avec découpe circulaire. Étude élément fini

TITLE
Stress concentration and deflection in isotropic and orthotropic plates with opening. Finite element study

RÉSUMÉ

Dans cet article, des facteurs de concentration de contraintes (SCF), des déplacements dans le plan et des déflexions transverses dans des plaques orthotropes ainsi que dans des plaques isotropes avec des découpes circulaires centrales ont été étudiés. Cette étude a été faite à l’aide d'un élément fini quadrilatère avec trente-deux degrés de liberté. L’élément est une combinaison d’un élément membranaire iso-paramétrique linéaire et d’un élément rectangulaire de haute précision de type Hermite transformé. L'objectif principal de cette étude est de démontrer la précision de l’élément pour analyser l’effet du rapport (d/b) (où (d) est le diamètre du trou et (b) est la largeur de la plaque) sur (SCF), des déplacements 386 RCMA. Volume 25 – n° 3-4/2015 dans le plan et des déflexions transverses dans des plaques isotropes et orthotropes sous différentes conditions de chargement statique (uniaxial et transversal). En outre, afin de comprendre l’effet des conditions d’appui sur la déflexion transverse, différentes plaques avec différents rapports (d/b) ont été étudiées. Les variations de déplacements dans le plan, de facteurs de concentration de contraintes et de déflexion transversale, ont été présentées sous forme graphique et discutées. Les résultats numériques obtenus par le présent élément ont été comparés favorablement avec les solutions analytiques, qui démontrent la précision du présent élément.



ABSTRACT

In this paper, stress concentration factors (SCFs), in-plane displacements and transverse deflection in orthotropic as well as in isotropic plates with central circular cutouts were studied. This study was made by using a quadrilateral finite element with thirty-two degrees of freedom. The element is a combination of a linear isoparametric membrane element and a high precision rectangular Hermitian element. The main objective of this study is to demonstrate the accuracy of the present element for analyzing the effect of (d/b) ratio (where (d) is hole diameter and (b) is plate width) upon (SCFs), in-plane displacements and transverse deflection in isotropic and orthotropic plates under different in-plane and transverse static loading conditions. Also, in order to understand the effect of the support conditions on the transverse deflection, different plates with various (d/b) ratios are studied. The variations of in-plane displacements, stress concentration factor and transverse deflection with respect to (d/b) ratio are presented in graphical form and discussed. The numerical results obtained by the present element are compared favorably with the analytic solutions, which demonstrate the accuracy of the present element.



AUTEUR(S)
Ahmed ABDELATIF BOUZGOU, Abdelhak KHECHAI, Abdelouahab TATI

MOTS-CLÉS
plaques orthotropes, méthode des éléments finis, concentration de contrainte, déflection, conditions aux limites.

KEYWORDS
orthotropic plates, finite element method, stress concentration, deflection, boundary conditions.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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