Nonlinear response of orthotropic thick shallow conical springs

Summary

This study deals with the geometrically nonlinear axisymmetric deflection characteristics of orthotropic thick shallow truncated conical springs. Marguerre type governing equations including the effect of shear deformation have been formulated in terms of normal displacement ω, shear rotation φ and stress function ψ. Polynmial approximations are used for these field variables and the discretised equations are obtained using the orthogonal point collocation method. The influence of thickness-to-radius ratio, orthotropic parameter and edge conditions has been investigated. Significant influence of shear deformation on the response is found for moderately thick high-modulus composite clamped caps. Its effect is less pronounced for simply-supported caps.

Übersicht

In dieser Arbeit werden die nichtlinearen Kennlinien von orthotropen, dicken, flachen Tellerfedern untersucht. Die dem Problem zugrunde liegenden Gleichungen vom Marguerre-Typ schließen den Effekt der Schubdeformation ein und werden mit Hilfe der Auslenkung ω, des Schubwinkels φ und einer Spannungsfunktion ψ formuliert. Diese Größen werden in Potenzreihen entwickelt, und mit dem Kollokationsverfahren ergeben sich diskretisierte Gleichungen. Der Einfluß des Verhältnisses von Dicke zu Radius sowie der Einfluß von Orthotropieparametern und Randbedingungen wird untersucht.