Sandwich Plate Finite Element

Abstract

As 2D plate models are capable only to determine global behaviour of laminated composites, new familly of theories based on 3D kinematics is formulated, that is Generalized Laminated Plate Theory (GLPT). Within the mentioned theory, displacement field is defined at ply level, in the form which allow independent in plane and through the thickness interpolation. Namely, the in-plane 2D mesh and the transverse 1D mesh can be refined independently, without having to reconstruct a 3D finite element mesh. Basic element equations are derived using displacement-based finite element formulation, in the case of statically loaded generally laminated plate. The obtained results have been compared with Classical Lamination Theory (CLPT), 3D Theory and Higher-order Shear Deformation Theory (HSDT).

Kako su 2D modeli ploča u stanju da pruže samo odgovor na globalno ponašanje kompozitnih materijala, formulisana je nova grupa teorija zasnovana na 3D kinematici deformacije poprečnog preseka, odnosno Opšta laminatna teorija ploča. U okviru pomenute teorije, polje pomeranja se pretpostavlja za svaki od slojeva po debljini, u obliku koji dopušta nezavisnu interpolaciju u ravni i po debljini ploče. Naime, 2D mreža u ravni i 1D mreža po debljini mogu se nezavisno progušćavati bez potrebe za definisanjem 3D mreže konačnih elemenata. Osnovne jednačine konačnog elementa formulisane su po metodi deformacije, za slučaj statički opterećene ploče proizvoljne šeme laminacije. Dobijena rešenja upoređena su sa rešenjem Kirchhoff-ove teorije(CLPT), 3D teorije i rešenjem teorije ploča višeg reda (HSDT).