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A layerwise isogeometric approach for NURBS-derived laminate composite shells

机译：NURBS派生的层压复合材料壳的分层等几何方法

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Layerwise theories provide an accurate prediction of the three-dimensional stress state of composite structures which is in many cases a prerequisite for a successful prediction of failure mechanism. We focus on such a model for laminate composite plate and shell models in the framework of isogeometric analysis. We apply an exact but dimensionally reduced geometry description based on a computer-aided design (CAD) derived mid-surface NURBS model and a layerwise through-thickness B-spline description. Using the unique and characteristic refinement capabilities of isogeometric analysis we simplify the modeling process while keeping the higher order and higher continuity properties of NURBS. Trimmed geometries, as common in CAD models are efficiently handled by an embedded domain method which treats trimmed areas as a fictitious extension domain in the computational model. We verify our approach with several examples for moderately thick laminate plate and shell models and compare our results to existing 3D solutions. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：分层理论提供了复合结构三维应力状态的准确预测，这在许多情况下是成功预测破坏机制的前提。在等几何分析的框架内，我们将重点放在此类用于层压复合板和壳模型的模型上。我们基于计算机辅助设计（CAD）派生的中表面NURBS模型和逐层厚度B样条曲线描述，应用了精确但尺寸缩小的几何描述。利用等几何分析的独特和特征改进功能，我们简化了建模过程，同时保留了NURBS的更高阶和更高的连续性。 CAD模型中常见的修整后的几何形状可以通过嵌入式域方法有效处理，该方法将修整区域视为计算模型中的虚拟扩展域。我们用中厚板和壳模型的几个示例验证了我们的方法，并将我们的结果与现有3D解决方案进行了比较。 （C）2015 Elsevier Ltd.保留所有权利。

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