Stiffened coupled shear walls (SCSW) are under axial load resulting from their weight and this axial load affects the behavior of walls because of their excessive height. In this paper, based on the continuum approach, the optimal position of the stiffening beam on the stiffened coupled shear walls is investigated considering the effect of uniformly distributed axial loads. Moreover, the effect of the height of stiffened coupled shear walls on the optimal position of the stiffening beam has been studied with and without considering the axial force effect. A computer program has been developed in MATLAB and numerical examples have been solved to demonstrate the reliability of this method. The effects of the various flexural rigidities of the stiffening beam on the internal forces and the lateral deflection of the structure considering axial force effect have also been investigated.
In this study, the assumed mode method using characteristic polynomials of Timoshenko beam is applied to the free vibration analysis for the stiffened plate of ship tank side in contact with water. The hydro-elastic effect of the fluid-structure interaction is considered by fluid velocity potential, derived from boundary conditions for fluid and structure, and utilized in the calculation of added mass matrix using assumed modes. To verify the validity and effectiveness of the presented method, free vibration analysis for the stiffened plates in contact with finite and infinite fluids have been carried out and its results were compared with those obtained by a general purpose FEA software.
This paper has developed an efficient nonlinear finite element method that covers both initial deformations and initial stresses of general distribution in calculating the ultimate strength of ring-stiffened cylinders. The developed method and two widely-used commercial codes (NASTRAN and ABAQUS) were simultaneously applied to the same analysis model within the extent of those commercial codes' coverage to check the validity of the present method. After the validity check, it was used for parametric studies for more general cases of initial stress distribution, which produced some useful information about the imperfection sensitivity of the ultimate strength of ring-stiffened cylinders.
This paper investigates the underwater acoustic radiation from a periodically stiffened cylindrical shell excited resiliently mounted machinery. Underwater acoustic radiation is important to a submarine. Generally, submarine structure can be modeled as stiffened cylindrical shell immersed in water. Analytical model is derived for the far-field acoustic radiation from machinery installed inside cylindrical shell. The analytical model includes the effect of fluid loading and interactions between periodic ring stiffeners. Transmitted force from machine to a shell through isolator can be different by the impedance of shell. In this paper the effect of a shell impedance for acoustic radiation is investigated. Impedance of a shell should be considered if thickness of a shell is thin.
In a stiffened plate reinforced on one of its sides by beam type stiffeners, the asymmetry about the plate mid-plane induces coupling between flexural wave and longitudinal wave. In this research interactions between flexural and longitudinal wave motion are analyzed in a stiffened plate which is reinforced only in one direction. The plate is modelled as a beam to which offset spring-mounted masses are attached at regular intervals. Propagation constants of the coupled waves and corresponding characteristic waves are derived by using periodic structure theory, and a computer code is developed. Also, sample calculations are carried out and the results are discussed.
Tubular joints having a large diameter in the offshore structure are reinforced using internal ring stiffener in order to increase the load carrying capacity. In this study, the static strengths of internally ring-stiffened tubular T-joints subjected to compressive brace loading are assessed. Nonlinear finite element analyses are used to compute the behavior of unstiffened and ring-stiffened T-joints. From the numerical results, internal ring stiffener is found to efficient in improving the ultimate capacity, and reinforcement effect are calculated. The influence of geometric parameters for members and ring is evaluated. Based on the FE results, regression analysis is performed considering practical sizes of ring stiffener, finally strength estimation formulae for ring-stiffened T-joints are proposed.
In order to assess the validity of fatigue crack arrest design charts obtained from our previous numerical approach to fatigue crack arrest condition, an extensive fatigue crack growth/arrest test was performed using CT-type integrally stiffened panels. The results are presented as fatigue crack growth rate and non-dimensional crack length relationship, and these are compared with numerically simulated crack growth rates. The measured values of da/dN at the moment of fatigue crack arrest occurred in stiffened panels are good agreement with those numerically simulated crack growth rates.
A formulation of the boundary element method (BEM) based on Kirchhoff's hypothesis to analyse stiffened plates composed by beams and slabs with different materials is proposed. The stiffened plate is modelled by a zoned plate, where different values of thickness, Poisson ration and Young's modulus can be defined for each sub-region. The proposed integral representations can be used to analyze the coupled stretching-bending problem, where the membrane effects are taken into account, or to analyze the bending and stretching problems separately. To solve the domain integrals of the integral representation of in-plane displacements, the beams and slabs domains are discretized into cells where the displacements have to be approximated. As the beams cells nodes are adopted coincident to the elements nodes, new independent values arise only in the slabs domain. Some numerical examples are presented and compared to a wellknown finite element code to show the accuracy of the proposed model.
The purpose of this paper is the optimum modification of dynamic characteristics of stiffened plate structure including the number of stiffener. This paper shows the optimum structural modification method by dynamic sensitivity analysis and quasi-least squares method and considers it's validity. In the method of the optimization, finite element method, sensitivity analysis and optimum structural modification method are used. The change of natural frequency and total weight are made to be an objective function. Thickness of plate, the number of stiffener and cross section moment of stiffener become a design variable. The dynamic characteristics of stiffened plate structure is analyzed using finite element method. Next, rate of change of dynamic characteristics by the change of design variable is calculated using the sensitivity analysis. Then, amount of change of design variable is calculated using optimum structural modification method. It is shown that the results are effective in the optimum modification for dynamic characteristics of the stiffened plate structure including the number of stiffener.
International Journal of Ocean Engineering and Technology Speciallssue:Selected Papers
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제6권1호
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pp.51-59
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2003
This paper has developed an efficient nonlinear finite element method that covers both initial deformations and initial stresses of general distribution in calculating the ultimate strength of ring-stiffened cylinders. The developed method and two widely-used commercial codes (NASTRAN and ABAQUS) were simultaneously applied to the same analysis model within the extent of those commercial codes' coverage to check the validity of the present method. After the validity check, it was used for parametric studies for more general cases of initial stress distribution, which produced some useful information about the imperfection sensitivity of the ultimate strength of ring-stiffened cylinders.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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