Comparative assessment of element types for evaluating local elastic buckling behavior of rectangular hollow sections using finite element analysis

Basit Öğe Kaydı
dc.contributor.authorDundar, Mehmet Akif
dc.contributor.authorErcan, Kazım
dc.contributor.authorÖzenç, Osman
dc.date.accessioned2026-02-08T15:05:30Z
dc.date.available2026-02-08T15:05:30Z
dc.date.issued2025
dc.departmentBursa Teknik Üniversitesi
dc.description.abstractThis study systematically evaluates the performance of conventional shell elements in Abaqus for predicting the local elastic buckling behavior of rectangular hollow sections (RHSs) under various loading conditions, including axial compression, major axis bending, and minor axis bending. Theoretical local buckling coefficients were first derived based on the cross-sectional dimensions of RHSs and used to calculate the critical local buckling stress for each loading scenario. Finite element analyses (FEA) were then performed using different shell element types, including four-node and eight-node elements, to assess their accuracy and computational efficiency. The results indicate that four-node shell elements (S4, S4R) offer a favorable balance of accuracy and significantly reduced computational time, making them the most efficient option. In contrast, eight-node elements (S8R, S8R5) provide marginally higher accuracy but require substantially longer computation times and have limited applicability. This study underscores the importance of selecting appropriate elements to achieve a balance between accuracy and efficiency, providing valuable guidance for engineers in structural design. By optimizing element selection for modeling local elastic buckling in RHSs, the research improves computational efficiency and supports the development of more reliable, cost-effective designs.
dc.description.abstractBu çalışma, eksenel basma, büyük eksen eğilmesi ve küçük eksen eğilmesi dahil olmak üzere çeşitli yükleme koşulları altında içi boş dikdörtgen kesitlerin (İBDK'lar) yerel elastik burkulma davranışını tahmin etmek için Abaqus'taki geleneksel kabuk elemanlarının performansını sistematik olarak değerlendirir. Teorik yerel burkulma katsayıları ilk önce İBDK'ların enine kesit boyutlarına dayanarak türetilmiş ve her yükleme senaryosu için kritik yerel burkulma gerilimini hesaplamak için kullanılmıştır. Daha sonra, doğruluklarını ve hesaplama verimliliklerini değerlendirmek için dört düğümlü ve sekiz düğümlü elemanlar dahil olmak üzere farklı kabuk eleman tipleri kullanılarak sonlu eleman analizleri (SEA) gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, dört düğümlü kabuk elemanlarının (S4, S4R) doğruluk ve önemli ölçüde azaltılmış hesaplama süresi arasında uygun bir denge sunduğunu ve bunları en verimli seçenek haline getirdiğini göstermektedir. Bunun aksine, sekiz düğümlü elemanlar (S8R, S8R5) marjinal olarak daha yüksek doğruluk sağlar, ancak önemli ölçüde daha uzun hesaplama süreleri gerektirir ve sınırlı uygulanabilirliğe sahiptir. Bu çalışma, doğruluk ve verimlilik arasında bir denge sağlamak için uygun elemanların seçilmesinin önemini vurgulayarak, yapısal tasarımda mühendislere değerli rehberlik sağlar. Araştırma, İBDK'larda yerel elastik burkulmayı modellemek için eleman seçimini optimize ederek hesaplama verimliliğini artırır ve daha güvenilir, maliyet açısından etkili tasarımların geliştirilmesini destekler.
dc.identifier.doi10.61112/jiens.1555378
dc.identifier.endpage146
dc.identifier.issn2791-7630
dc.identifier.issue1
dc.identifier.startpage127
dc.identifier.urihttps://doi.org/10.61112/jiens.1555378
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12885/4729
dc.identifier.volume5
dc.language.isoen
dc.publisherİdris Karagöz
dc.relation.ispartofYenilikçi Mühendislik ve Doğa Bilimleri
dc.relation.ispartofJournal of Innovative Engineering and Natural Science
dc.relation.publicationcategoryMakale - Ulusal Hakemli Dergi - Kurum Öğretim Elemanı
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.snmzKA_DergiPark_20260207
dc.subjectSolid Mechanics
dc.subjectKatı Mekanik [EN] Optimization Techniques in Mechanical Engineering
dc.subjectMakine Mühendisliğinde Optimizasyon Teknikleri [EN] Numerical Methods in Mechanical Engineering
dc.subjectMakine Mühendisliğinde Sayısal Yöntemler [EN] Machine Design and Machine Equipment
dc.subjectMakine Tasarımı ve Makine Elemanları [EN] Numerical Modelling and Mechanical Characterisation
dc.subjectSayısal Modelleme ve Mekanik Karakterizasyon
dc.titleComparative assessment of element types for evaluating local elastic buckling behavior of rectangular hollow sections using finite element analysis
dc.title.alternativeSonlu elemanlar analizi kullanılarak dikdörtgen içi boş kesitlerin yerel elastik burkulma davranışının değerlendirilmesinde eleman tiplerinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi
dc.typeArticle

Dosyalar

Koleksiyon

Öksüz Yayınlar Koleksiyonu