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Isogeometric analysis of nonlinear Euler-Bernoulli beam vibrations

Weeger, Oliver ; Wever, Utz ; Simeon, Bernd (2022)
Isogeometric analysis of nonlinear Euler-Bernoulli beam vibrations.
In: Nonlinear Dynamics, 2013, 72 (4)
doi: 10.26083/tuprints-00019802
Artikel, Zweitveröffentlichung, Postprint

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Kurzbeschreibung (Abstract)

In this paper we analyze the vibrations of nonlinear structures by means of the novel approach of isogeometric finite elements. The fundamental idea of isogeometricfinite elements is to apply the same functions, namely B-Splines and NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines), fordescribing the geometry and for representing the numericalsolution. In case of linear vibrational analysis, this approachhas already been shown to possess substantial advantages over classical finite elements, and we extend it here to a non-linear framework based on the harmonic balance principle. As application, the straight nonlinear Euler-Bernoulli beamis used, and overall, it is demonstrated that isogeometric finite elements with B-Splines in combination with the harmonic balance method are a powerful means for the analysisof nonlinear structural vibrations. In particular, the smoother k-method provides higher accuracy than the p-method forisogeometric nonlinear vibration analysis.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2022
Autor(en): Weeger, Oliver ; Wever, Utz ; Simeon, Bernd
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Isogeometric analysis of nonlinear Euler-Bernoulli beam vibrations
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 2022
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2013
Verlag: Springer
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Nonlinear Dynamics
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 72
(Heft-)Nummer: 4
Kollation: 17 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00019802
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/19802
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Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

In this paper we analyze the vibrations of nonlinear structures by means of the novel approach of isogeometric finite elements. The fundamental idea of isogeometricfinite elements is to apply the same functions, namely B-Splines and NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines), fordescribing the geometry and for representing the numericalsolution. In case of linear vibrational analysis, this approachhas already been shown to possess substantial advantages over classical finite elements, and we extend it here to a non-linear framework based on the harmonic balance principle. As application, the straight nonlinear Euler-Bernoulli beamis used, and overall, it is demonstrated that isogeometric finite elements with B-Splines in combination with the harmonic balance method are a powerful means for the analysisof nonlinear structural vibrations. In particular, the smoother k-method provides higher accuracy than the p-method forisogeometric nonlinear vibration analysis.

Status: Postprint
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-198020
Zusätzliche Informationen:

Keywords: Isogeometric analysis, finite element method, nonlinear vibration, harmonic balance, nonlinear beam

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Cyber-Physische Simulation (CPS)
Hinterlegungsdatum: 06 Jan 2022 13:02
Letzte Änderung: 07 Jan 2022 08:09
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