Equations of chordwise and flapwise bending motions of pretwisted rotatin cantilever beams are derived. The two motions are coupled to each other due to the pretwist angle of the beam cross section. As the angular speed, hub radius ratio, and pretwist angle vary, the vibration characteristics of the beam change. It is found that engenvalue loci veering phenomena and associated mode shape variations occur between two vibration modes due to the pretwist angle. The effect of the pretwist angle on the critical angular speed is also investigated.
In this paper, we present a new finite Timoshenko beam element with a model for ultimate load computation of reinforced concrete frames. The proposed model combines the descriptions of the diffuse plastic failure in the beam-column followed by the creation of plastic hinges due to the failure or collapse of the concrete and or the re-bars. A modified multi-scale analysis is performed in order to identify the parameters for stress-resultant-based macro model, which is used to described the behavior of the Timoshenko beam element. The micro-scale is described by using the multi-fiber elements with embedded strain discontinuities in mode 1, which would typically be triggered by bending failure mode. A special attention is paid to the influence of the axial force on the bending moment - rotation response, especially for the columns behavior computation.
A bar with periodically nonuniform material properties is selected as a one-dimensional model of a flat-panel speaker. This paper describes a theoretical approach to the bending waves propagating i n the nonuniform bar. The phase speed of the wave is obtained using perturbation techniques for small amplitude, sinusoidal modulation of the flexural rigidity and mass density. It is shown that the wave speed is decreased due to the nonuniformity of the material properties by the amount proportional to the square of the modulation amplitude. The resonance occurring when the wavelength is half of the period of the material properties is analyzed by the method of multiple scales. It is also shown that the wave speed at the resonance mode is decreased by the amount proportional to the modulation amplitude but the wave of this mode does not propagate far enough due to attenuation.
Nondestructive evaluation (NDE) technique method using a resonance frequency mode was carried out for woodceramics made by different phenol resin impregnation ratios (40, 50, 60, 70%) for Broussonetia Kazinoki Sieb. Dynamic modulus of elasticity increased with increasing resin impregnation ratios. There was a close relationship between dynamic modulus of elasticity and static bending modulus of elasticity and between dynamic modulus of elasticity and MOR and between static bending modulus of elasticity and MOR. Therefore, the dynamic modulus of elasticity using resonance frequency mode is useful as a nondestructive evaluation method for predicting the MOR of woodceramics made by different impregnation ratios.
Blades of horizontal axis are nowadays made of composite materials. Generally, composite materials satisfy design provides lower weight and good stiffness, while laminate composites have often damages as like the delamination and cracks at the interface of laminates. The box spar and tail parts of a blade are composed of the CFRP/GFRP hybrid laminate composites. However, delamination and the interfacial crack often occur in the interface of CFRP/GFRP hybrid laminate composites under the mixed mode fracture condition, especially mode I and mode II. Therefore, there is a need for the evaluation of the mixed mode fracture behavior during the delamination of CFRP/GFRP hybrid laminates. This study shows the experimental results for the delamination fracture toughness in CFRP/GFRP hybrid laminate composites. Fracture toughness experiments and estimation are performed by using DMMB(Dissimilar mixed mode bending) specimen. The materials used in the test are a commercial woven type CFRP(Carbon fiber reinforced plastic) prepreg(CF3327) and UD type GFRP(Glass fiber reinforced plastic) prepreg(HD224A). A CFRP/GFRP hybrid laminate composite is composed by the 10 plies CFRP and GFRP prepreg for DMMB. A thickness of CFRP and GFRP layer is 2.5mm and 3.0mm, respectively. Also the fulcrum location which is a loading parameter is changed from 80 to 100mm on the specimen of length 120mm because it defines the ratio of mode I to mode II. In this study, the effects of the fulcrum location are evaluated in the viewpoint of energy release rate in mode I and mode II contribution. The results show that the delamination crack initiates at higher displacement and lower load according to the increase of the fulcrum location ratio. And the variation of the energy release rate for mode I and II contributions for the mode mixity are shown.
Based on three-dimensional (3-D) FE limit analyses, this paper provides plastic limit, collapse and instability load solutions for pipe bends under combined pressure and in-plane bending. The plastic limit loads are determined from FE limit analyses based on elastic-perfectly plastic materials using the small geometry change option, and the FE limit analyses using the large geometry change option provide plastic collapse loads (using the twice-elastic-slope method) and instability loads. For the bending mode, both closing bending and opening bending are considered, and a wide range of parameters related to the bend geometry is considered. Based on the FE results, closed-form approximations of plastic limit and collapse load solutions for pipe bends under combined pressure and bending are proposed.
In this study, the effect of bending strain on the transport property and critical current of lap and butt-jointed (non-laminated) BSCCO tapes has been investigated. The samples were joined using a mechanically controlled jointing procedure. To achieve a uniform thickness at the joint a single point loading contact has been devised. GFRP mandrels with different bending radii which support the sample during bending have been used. $I_c$ have been measured at 77 K and self field. In the case of easy bending test for jointed BSCCO tapes, sudden degradation of $I_c$ is caused by the local strain concentration due to non uniform deformation at the edge parts of the joint. In the case of hard bending test of jointed BSCCO tapes transverse macroscopic crack at specific subsection caused a large $I_c$ degradation. The transport property of jointed BSCCO tapes in each bending mode was discussed with the damage morphology occurred.
In recent years, many researcher have been interested in the stability of a thin beam. Among them, Pai and Nayfeh[1] had investigated the nonplanar motion of the cantilever beam under lateral base excitation and chaotic motion, but this study is associated with internal resonance, i.e. one to one resonance. Also Cusumano[2] had made an experiment on a thin beam, called Elastica, under bending loads. In this experiment, he had shown that there exists out-of-plane motion, involving the bending and the torsional mode. Pak et al.[3] verified the validity of Cusumano's experimental works theoretically and defined the existence of Non-Local Mode(NLM), which is came out due to the instability of torsional mode and the corresponding aspect of motions by using the Normal Modes. Lee[4] studied on a thin beam under bending loads and investigated the routes to chaos by using forcing amplitude as a control parameter. In this paper, we are interested in the motion of a thin beam under torsional loads. Here the form of force based on the natural forcing function is used. Consequently, it is found that small torsional loads result in instability and in case that the forcing amplitude is increasing gradually, the motion appears in the form of dynamic double potential well, finally leads to complex motion. This phenomenon is investigated through the poincare map and time response. We also check that Harmonic Balance Method(H.B.M.) is a suitable tool to calculate the bifurcated modes.
Vibration problems in the Hard Disk Drive which is magnetic recording device have been raised gradually while HDD is required high density and low access time. As a typical thing, lateral bending or sway mode of supension causes tracking error, and therefore it is necessary to identify the accurate vibration characteristics of that mode. In this study, as the solution of vibration problem, decoupling sway mode and vicinity mode is dealt with. Shifting sway mode to high frequency region is studied.
This study derives the differential equations of free vertical bending and torsional vibrations for two- and three-pylon suspension bridges using d'Alembert's principle. The respective algorithms for natural vibration frequency and vibration mode are established through the separation of variables. In the case of the three-pylon suspension bridge, the effect of the along-bridge bending vibration of the middle pylon on the vertical bending vibration of the entire bridge is considered. The impact of torsional vibration of the middle pylon about the vertical axis on the torsional vibration of the entire bridge is also analyzed in detail. The feasibility of the proposed method is verified by two engineering examples. A comparative analysis of the results obtained via the proposed and more intricate finite element methods confirmed the former feasibility. Finally, the middle pylon stiffness effect on the vibration frequency of the three-pylon suspension bridge is discussed. It is found that the vibration frequencies of the first- and third-order vertical bending and torsional modes both increase with the middle pylon stiffness. However, the increase amplitudes of third-order bending and torsional modes are relatively small with the middle pylon stiffness increase. Moreover, the second-order bending and torsional frequencies do not change with the middle pylon stiffness.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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