Variable kinematic shell elements for composite laminates accounting for hygrothermal effects

Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: Variable kinematic shell elements for composite laminates accounting for hygrothermal effects
Autori: Cinefra, M.; Petrolo, M.; Li, G.; Carrera, E.
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: JOURNAL OF THERMAL STRESSES
Tipo di referee: Esperti anonimi
Editore: RICHARD B. HETNARSKI/Taylor & Francis
Volume: 40
Numero: 12
Intervallo pagine: pp. 1523-1544
Numero di pagine: 22
ISSN: 0149-5739
Abstract: This article presents advanced shell models for the steady-state hygrothermal analysis of composite laminates. The Carrera Unified Formulation is used to derive refined models that include both layer-wise and equivalent single layer models. The governing equations are derived from the principle of virtual displacement taking into account thermal and hygroscopic effects. The geometrical relations for the exact cylindrical geometry are here considered. Through-the-thickness variations of temperature and moisture concentration are calculated by solving the Fourier equation and the Fick law, respectively. The mixed interpolation of tensorial component method is applied to a nine-node shell element to contrast the membrane and shear locking phenomena. Simply supported cross-ply cylindrical shells with antisymmetrical lamination subjected to bisinusoidal thermal/hygroscopic loads are analyzed considering various thickness/curvature ratios. Results obtained with assumed linear and calculated temperature/hygroscopic profiles are presented. Variable kinematics are compared regarding both accuracy and computational costs. The results show that all the kinematics can approximate the transverse shear stress distribution through the thickness with satisfactory accuracy when sufficient expansion terms are adopted. In some cases, miscellaneous expansions can lead to significant reductions in computational costs. The results presented here can be used as benchmark solutions for future works.
Data: 2017
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave: shell, trigonometric, carrera unified formulation, exponential, finite elements, hygrothermal
Dipartimenti (originale): DIMEAS - Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale
Dipartimenti: DIMEAS - Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale
URL correlate:
    Area disciplinare: Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > COSTRUZIONI E STRUTTURE AEROSPAZIALI
    Data di deposito: 11 Ott 2017 09:08
    Progetti europei: H2020 - Horizon 2020 > Progetto "FULLY INTEGRATED ANALYSIS, DESIGN, MANUFACTURING AND HEALTH-MONITORING OF COMPOSITE STRUCTURES" (FULLCOMP/642121)
    Data ultima modifica (IRIS): 12 Ott 2017 12:09:32
    Data inserimento (PORTO): 17 Ott 2017 23:06
    Numero Identificativo (DOI): 10.1080/01495739.2017.1360165
    Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2685653
    Link resolver URL: Link resolver link
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