Elastic behavior of stiffened curved plates subjected to transverse loading

Abstract

This paper presents a numerical study on the elastic behavior of stiffened curved plates subjected to transverse loading. The analyses are performed by means of linear static analysis using finite element modelling. Firstly, flat plates under transverse loading (uniform and non-uniform-trapezoidal) are modelled to validate the computational model against analytical solutions available in the literature. Secondly, the behavior of unstiffened curves plates under transverse loading is analyzed. Then, the influence of both, transversal and longitudinal stiffening in controlling the out-of-plane displacements and stresses distribution of the curve plates is demonstrated. Finally, a case-study concerning the response of a hydroelectric power plant intake gates subjected to a hydrostatic head is further investigated. The results show that the increase in gate stiffness is reflected in smaller deformations implying a better performance and system integrity.

Este trabajo presenta un estudio numérico del comportamiento elástico de placas curvas rigidizadas sometidas a carga transversal. Los análisis se realizaron mediante análisis estático lineal utilizando modelación por elementos finitos. Inicialmente, placas planas bajo carga transversal (uniforme y no uniforme-trapezoidal) se modelan para validar el modelo computacional frente a soluciones analíticas disponibles en la literatura. En segundo lugar, se analiza el comportamiento de las placas curvas no rigidizadas bajo carga transversal. Luego, se demuestra la influencia de la rigidez longitudinal y transversal en el control de la distribución de desplazamientos y tensiones fuera de plano de las placas curvas. Finalmente, la respuesta de una compuerta radial de una planta hidroeléctrica sometida a una cabeza hidrostática es investigada. Los resultados muestran que el aumento en la rigidez a la puerta se refleja en las deformaciones más pequeñas lo que implica un mejor rendimiento y la integridad del sistema.