The non-rational transfer function of a Bernoulli-Euler beam, as an important component of a flexible structure, is analyzed. The true pattern of zeros of that transfer function is investigated as a function of sensor and actuator seperation. Translational displacement sensors are used for two cases in which a force input and a moment input are seperately applied. When the displacement sensor is located at a certain point, the first pair of zeros on the real axis of the s-plane arrive at the origin and cancel the rigid-body mode. The location of the translational displacement sensors on the beamat which the rigid-body mode of the beam is unobservable is analyzed as the center of percussion and is uniquely located for each case. If sensor is moved beyond such a point, a pair of zeros appear on the imaginary axis and move away from the origin along the imaginary axis of the s-plane.
Hamed, Mostafa A.;Sadoun, Ayman M.;Eltaher, Mohamed A.
Structural Engineering and Mechanics
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v.71
no.1
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pp.89-98
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2019
In this study, the mechanical bending behaviors of functionally graded porous nanobeams are investigated. Four types of porosity which are, the classical power porosity function, the symmetric with mid-plane cosine function, bottom surface distribution and top surface distribution are proposed in analysis of nanobeam for the first time. A comparison between four types of porosity are illustrated. The effect of nano-scale is described by the differential nonlocal continuum theory of Eringen by adding the length scale into the constitutive equations as a material parameter comprising information about nanoscopic forces and its interactions. The graded material is designated by a power function through the thickness of nanobeam. The beam is simply-supported and is assumed to be thin, and hence, the kinematic assumptions of Euler-Bernoulli beam theory are held. The mathematical model is solved numerically using the finite element method. Numerical results show effects of porosity type, material graduation, and nanoscale parameters on the static deflection of nanobeam.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.9
no.3
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pp.120-122
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2008
We have studied the tilt angle generation on the homeotropic polyimide (PI) surface using a low intensity ion beam source as a function of incident angle. An excellent LC alignment of nematic liquid crystal (NLC) on the PI surface with ion beam exposure for all incident angles was observed. The tilt angle of NLC on the homeotropic PI surface for all incident angles was from 90 to 88 degree was observed. Also the tilt angle of NLC on the homeotropic PI surface with ion beam exposure of 400 eV had a tendency to increase as ion beam energy incident angle become more instance from 45 degree. Finally, a good LC alignment thermal stability on the homeotropic PI surface with ion beam exposure can be achieved.
The paper presents shear lag parameters for beam-to-column connections in steel box piers. Previous researches have analyzed beam-to-column connections in steel piers using a shear lag parameter ${\eta}_o$ obtained from a simple beam model, which is not based on a reasonable design assumption. Instead, the current paper proposes a cantilever beam model and has proved the effectiveness through theoretical and experimental studies. The paper examines the inaccuracy of the previous researches by estimating the effective width, the width-span length ratio L/b, and the sectional area ratio S of a cantilever beam. Two different shear lag parameters are defined using the cantilever model and the results are compared each other. The first type of shear lag parameter ${\eta}_c$ of a cantilever beam is derived using additional moments from various stress distribution functions while the other shear lag parameter ${\eta}_{eff}$ of a cantilever beam is defined based on the concept of the effective width. An evaluation method for shear lag stresses has been investigated by comparing analytical stresses with test results. Through the study, it could be observed that the shear lag parameter ${\eta}_{eff}$ agrees with ${\eta}_c$ obtained from the $2^{nd}$ order stress distribution function. Also, it could be observed that the shear lag parameter ${\eta}_c$ using the $4^{th}$ order stress distribution function almost converges to the upper bound of test results.
The spatial coherence function of a laser beam was measured by using a Sagnac interferometer and self referencing technique. For a laser beam passing through a narrow slit, the absolute value of the measured spatial coherence function becomes more symmetric as the slit size is reduced. For diverging beams, the spatial coherence function shows fast oscillations in its real and imaginary parts. We explain this by using a Gaussian Schell-model. One can use this measurement method to study and characterize the property of the light field coming out of a small sample.
Recently, promising structural technologies like multi-function, ultra-load bearing capacity and tailored structures have been put up for discussions. Finite Element (FE) modelling is probably the best-known option capable of treating these superior properties and multi-domain behavior structures. However, advanced materials such as Functionally Graded Material (FGM) and nanocomposites suffer from problems resulting from variable material properties, reinforcement aggregation and mesh generation. Motivated by these factors, this research proposes a unified shape function for FGM, nanocomposites, graded nanocomposites, in addition to traditional isotropic and orthotropic structural materials. It depends not only on element length but also on the beam's material properties and geometric characteristics. The systematic mathematical theory and FE formulations are based on the Timoshenko beam theory for beam structure. Furthermore, the introduced element achieves C1 degree of continuity. The model is proved to be convergent and free-off shear locking. Moreover, numerical results for static and free vibration analysis support the model accuracy and capabilities by validation with different references. The proposed technique overcomes the issue of continuous properties modelling of these promising materials without discarding older ones. Therefore, introduced benchmark improvements on the FE old concept could be extended to help the development of new software features to confront the rapid progress of structural materials.
Park, Nam-Gyu;Jang, Young-Ki;Kim, Jae-Ik;Kim, Kyu-Tae
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2005.05a
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pp.436-439
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2005
Dynamic contact of a cantilever beam with Sap at the end is discussed. The gap in a structure induces dynamic contact, and the contact problem is always accompanied by inequality constraints which mean that the solution of the structure with contact condition should satisfy variational inequality. Inequality, but, can be reduced to equality condition considering convex penalty function. In this paper, formulation of a beam with contact is derived using quasi convex penalty function. General coordinate solution which is needed to increase computational efficiency is applied. Nonlinear behavior of a beam with rigid and elastic contact condition was discussed.
Gang, Wi Gyeong;Kim, Eun Jeong;Choe, Chang Ju;Jeong, Gwang U;Jeong, Gyeong Hun
Bulletin of the Korean Chemical Society
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v.16
no.3
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pp.238-243
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1995
A pulsed molecular beam source having short pulse duration (typically 70 ${\mu}s)$ and narrow velocity distribution (${\Delta}$v/v=8% for helium) has been costructed utilizing a commercial fuel injector. Beam characteristics of helium and ammonia seeded in helium expansions are accomplished by the use of an electron impact time-or-flight mass spectrometer. The comparisons between experimental data and theoretical calculations show that the proper beam speed is important to predict the evolution of stream temperature and valve shutter function. The decreasing tendency of pulse duration with increasing cluster size leads to the conclusion that the cluster beam property is described as a function of cluster mass and disinct cluster temperature.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.24
no.1
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pp.65-72
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2024
This paper aims to advance our understanding of extensible beams with multiple cracks by presenting a crack energy and motion equation, and mathematically justifying the energy functions of axial and bending deformations caused by cracks. Utilizing an extended form of Hamilton's principle, we derive a normalized governing equation for the motion of the extensible beam, taking into account crack energy. To achieve a closed-form solution of the beam equation, we employ a simple approach that incorporates the crack's patching condition into the eigenvalue problem associated with the linear part of the governing equation. This methodology not only yields a valuable eigenmode function but also significantly enhances our understanding of the dynamics of cracked extensible beams. Furthermore, we derive a governing equation that is an ordinary differential equation concerning time, based on orthogonal eigenmodes. This research lays the foundation for further studies, including experimental validations, applications, and the study of damage estimation and detection in the presence of cracks.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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v.22
no.5
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pp.87-92
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1985
A simple method to derive EID function which is necessary to compensate for the pro-ximity effect in electron-beam lithography is presented. Using optimization techniques, parameters of EID function is derived and well agreed with experimental valuta.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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