کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4928632 1644944 2017 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A two-dimensional Fourier-series finite element for wrinkling analysis of thin films on compliant substrates
ترجمه فارسی عنوان
عنصر محدودی دو بعدی سری فوریه برای تحلیل چروکیدهی فیلمهای نازک روی بسترهای سازگار
کلمات کلیدی
سری فوریه، سیستم فیلم / بستر چروک روش عددی همبسته،
ترجمه چکیده
در این مقاله، یک چارچوب راه حل مقرون به صرفه برای حل یک سری کارآمد فوریه پیشنهاد شده است تا شبیه سازی پدیده های چروک در سیستم دو بعدی فیلم / بستر. در روش، میدان جابجایی به ضریب فوریه به آرامی متغیر تبدیل می شود، به عنوان مثال، میدان جابجایی ماکروسکوپیک، که اجازه می دهد تا تکامل چروکیده در سیستم با درجه بسیار کمتر از آزادی را از مدل المان کامل کامل محدود کند. سیستم غیر خطی ماکروسکوپی مشتق شده با استفاده از روش عددی آستیپتوتیک حل شده است که بسیار مؤثر و قابل اطمینان است تا نقطه بیوفکشن و مسیر پس از انقباض را در تجزیه و تحلیل چروکیدهی ضبط کند. به طور خاص، اهمیت استفاده از اولین هارمونیک سری فوریه در تقریب جابجایی محوری در بستر مورد بحث قرار گرفته است و یک پدیده جعلی مربوط به فرضیه توابع تقریبی استفاده شده در رویکرد سری فوریه، یعنی قفل شدن نوسان، اشاره شده است . برای غلبه بر این پدیده، تغییرات در سریهای فوریه یا معادلات ساختاری زیرسایه پیشنهاد می شود. کارایی و دقت مدل پیشنهادی ماکروسکوپی توسط شبیه سازی چین و چروک برای چندین نوع از سیستم های فیلم / سوبسترا نشان داده شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
پیش نمایش مقاله
عنصر محدودی دو بعدی سری فوریه برای تحلیل چروکیدهی فیلمهای نازک روی بسترهای سازگار
چکیده انگلیسی
In this paper, an efficient Fourier-series finite element solution framework is proposed to simulate the wrinkling phenomena in two-dimensional film/substrate system. In the method, the displacement field is transformed into the slowly variable Fourier coefficient, i.e., the macroscopic displacement field, which permits to capture the wrinkling evolution in the system with much less degrees of freedom than the full finite element model. The derived macroscopic non-linear system is solved by the Asymptotic Numerical Method that is very efficient and reliable to capture the bifurcation point and the post-buckling path in wrinkling analyses. In particular, the importance of using the first harmonic of Fourier series in approximating the axial displacement in substrate is discussed and a spurious phenomenon related to the hypothesis of the used approximation functions within the Fourier-series approach, i.e., oscillation locking, is pointed out. To overcome this phenomenon, modifications on either the Fourier series or the constitutive equations of the substrate are proposed. The efficiency and accuracy of the proposed macroscopic model are demonstrated by the wrinkling simulations for several kinds of film/substrate systems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Thin-Walled Structures - Volume 114, May 2017, Pages 144-153
نویسندگان
, , , , , , ,