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dc.contributor.advisorLópez, Ricardo R.
dc.contributor.authorBorges Irizarry, Alexander
dc.description.abstractThis investigation presents a study of the nonlinear dynamics of thin-walled folded plate structures under the localized impact of a rigid object. The research emerges in the context of the structural design and assessment of storm shutters used to protect windows and doors during hurricanes. The development of a testing facility for storm shutter panels and test results are introduced as a fundamental source of information for the proposed analytical approach. Two impact tests were carried out to validate the functionality of the testing facility. The tests consisted in the evaluation of two specimens subjected to the impact of a 2’x 4” piece of wood. For both tests, the impacted panels suffered a permanent deformation and a failure at the lower support was achieved when some of the clips or connectors were lost. Numerical analyses were carried out using the general purpose finite element code ABAQUS. Models simulated the interaction of contact of windborne debris traveling at a specific velocity against the shutters. As a result, a nonlinear dynamics response was computed leading to plastic deformations of the shutters. The obtained permanent deformation values were compared with the ones measured from the specimens evaluated in the testing facility. Parameters like geometrical configuration of panels, materials, boundary conditions, impact location and missile velocity were evaluated to determine the most detrimental behavior of the storm shutter assembly by means of parametric studies. A nonlinear behavior was obtained for all the studied parameters. For missile velocities greater than 25 mph, the maximum displacement of the impacted panel exceeded 3 inches. Therefore, elements to be protected by storm shutter panels can be damaged due to the contact produced by the impacted panel. The results showed that the edge rotation of the panels was reduced when different boundary conditions and a larger number of panels were used in the assembly. Three zones of maximum stresses were identified to occur in the impact panel. The maximum stresses were generated at each zone following a sequence of occurrence which varied according to the rigidity of the system. Failure of the material was not achieved in any case.en_US
dc.description.abstractEsta investigación presenta el estudio del comportamiento no lineal en placas delgadas sometidas a cargas de impacto causados por objetos de mayor rigidez. La misma surge como contexto del diseño y análisis de paneles de tormenteras utilizados como elementos de protección de puertas y ventanas durante el impacto de huracanes. Se desarrollaron facilidades para la realización de pruebas en paneles de tormenteras. Los resultados de las pruebas experimentales fueron utilizados como base para el desarrollo de estudios analíticos. Dos pruebas de impacto fueron realizadas con el propósito de validar la funcionalidad de las facilidades de prueba. Las pruebas consistieron en la evaluación de dos muestras sometidas al impacto de un pedazo de madera de dimensiones 2” x 4”. En ambas pruebas, los paneles impactados resultaron con deformaciones permanentes. Una falla del soporte inferior del sistema fue registrada cuando varios conectores se desprendieron del sistema. Simulaciones que recrean el impacto de proyectiles viajando a diferentes velocidades contra el sistema de tormenteras fueron realizadas utilizando el programa de computadoras ABAQUS. Basado en los resultados obtenidos, deformaciones permanentes y grandes desplazamientos demuestran el comportamiento no lineal del sistema. Los valores de deformaciones permanentes obtenidos se compararon con los valores medidos de las muestras utilizadas en las pruebas. Parámetros tales como: configuración geométrica de los paneles, materiales, condiciones de borde, localización de impacto y velocidad del proyectil fueron evaluados con el propósito de establecer las condiciones mas criticas a las cuales el sistema pudiese estar sometido a través de un estudio de parámetros. Para velocidades de misil mayores a 25 millas por hora, el desplazamiento máximo del panel impactado excedió las tres (3) pulgadas. Por lo tanto, elementos a ser protegidos por los paneles pueden sufrir daños debido al contacto producido con el panel impactado. Los resultados muestran que las rotaciones en los bordes de los paneles fueron reducidas cuando diferentes condiciones de borde y un número mayor de paneles fue utilizado en el sistema. Tres zonas principales de máximos esfuerzos fueron identificadas a ser desarrolladas en el panel bajo impacto. Los esfuerzos máximos fueron generados en cada una de las zonas siguiendo una secuencia que varía de acuerdo a la rigidez del sistema. En ninguno de los casos se registró alguna falla del material.en_US
dc.description.sponsorshipFederal Emergency Management Agency (FEMA) under Section 404 Hazard Mitigation Grant Program, FEMA 1068-DR-PR. The project was given the number PR 0007.en_US
dc.subjectNonlinear dynamicsen_US
dc.subject.lcshThin-walled structures--Vibrationen_US
dc.subject.lcshSheet-metal, Corrugateden_US
dc.titleBehavior of corrugated metal panels for use as storm shuttersen_US
dc.rights.licenseAll rights reserveden_US
dc.rights.holder(c) 2009 Alexander Borges Irizarryen_US
dc.contributor.committeeGodoy, Luis A.
dc.contributor.committeeZapata López, Raúl E.
dc.contributor.committeeSaffar, Alí
dc.contributor.representativeMontejo, Luis A. Engineeringen_US
dc.contributor.collegeCollege of Engineeringen_US
dc.contributor.departmentDepartment of Civil Engineeringen_US

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