According to deformation features of pre-twisted bar, its elastic bending and torsion buckling equation is developed in the paper. The equation indicates that the bending buckling deformations in two main bending directions are coupled with each other, bending and twist buckling deformations are coupled with each other as well. However, for pre-twisted bar with dual-axis symmetry cross-section, bending buckling deformations are independent to the twist buckling deformation. The research indicates that the elastic torsion buckling load is not related to the pre-twisted angle, and equals to the torsion buckling load of the straight bar. Finite element analysis to pre-twisted bar with different pre-twisted angle is performed, the prediction shows that the assumption of a plane elastic bending buckling deformation curve proposed in previous literature (Shadnam and Abbasnia 2002) may not be accurate, and the curve deviates more from a plane with increasing of the pre-twisting angle. Finally, the parameters analysis is carried out to obtain the relationships between elastic bending buckling critical capacity, the effect of different pre-twisted angles and bending rigidity ratios are studied. The numerical results show that the existence of the pre-twisted angle leads to "resistance" effect of the stronger axis on buckling deformation, and enhances the elastic bending buckling critical capacity. It is noted that the "resistance" is getting stronger and the elastic buckling capacity is higher as the cross section bending rigidity ratio increases.
본 연구에서는 고강도 강관과 PHC pile을 활용한 흙막이 버팀보의 좌굴거동과 설계를 수행하였다. 조립기둥의 형식 세가지와, 연결방식, 버팀보의 전체길이(30m, 60m, 90m)에 따라 다양한 버팀보 시스템에 대한 좌굴해석을 하였고, 주부재의 국부좌굴 및 전체좌굴, 사재좌굴에 대해 유한요소해석을 통해 계산된 좌굴하중을 엄밀해와 비교분석하였다. 고강도강관 설계가이드와 PHC pile로 조립된 기둥의 P-M상관도를 활용하여 조립기둥의 설계를 수행하였다.
The results of an experimental and analytical study of composite pressure hull on buckling pressure are presented for URN 300. We predicted the buckling and post buckling analysis of composite laminated cylindrical shell and panel under external compression by using ABAQUS/Standard[Ver 6.4]. To obtain nonlinear static equilibrium solutions for unstable problems, where the load-displacement response can exhibit the type of nonlinear buckling behavior, during periods of the response, the load and/or the displacement may decrease as the solution evolves, used the modified Riks method. Experiments were conducted to verify the validation of present analysis for cross-ply laminated shells. The shells considered in the study have four different lamination patterns, [${\pm}{\Theta}$/0/90]$_{14s}$,[${\pm}{\Theta}_{14}$/$0_{14}$/$90_{14}$],[${\pm}$45/0/90]$_{18s}$ and [/0/90]$_{18s}$. At the result of this study, the optimized ply orientation angle is $75^{\circ}$. The critical load from experiment is 69% of that of numerical analysis, because the fracture of matrix was generated before buckling. So URN 300 is not proper to use at the condition under high external pressure.
탄성 및 비탄성좌굴 고유치해석법을 이용하여 강절프레임의 보-기둥부재의 유효좌굴길이를 산정하는 개선된 방법을 제시한다. 이를 위하여 먼저 설계기준에 제시된 압축재의 내하력 곡선식으로부터 접선계수이론(tangent modulus theory)에 근거하여 세장비-접선계수(tangent modulus), 응력-변형률 곡선식을 유도한다. 이때 안정함수를 이용하여 보-기둥요소의 접선강성행렬을 얻고, 비탄성 좌굴 고유치해석법을 제시하며 이를 이용하여 유효좌굴길이를 산정하는 방법을 제시한다. 해석예제를 통하여 강절프레임에 탄성 및 비탄성좌굴해석법에 의한 유효좌굴길이 비교결과를 제시하고, 매개변수 연구 결과를 제시한다.
The analysis and tests of thin-walled channel frames including nonlinear flexible or semi-rigid connection behaviour is presented. The semi-rigid connection behaviour is modelled using a mathematical approximation of the connection flexibility-moment relationship. Local instability such as local buckling and torsional flexural buckling of the member are included in the analysis. The full response of the frame, up to the collapse load, can be predicted. Experimental investigation was carried out on a series of simple double storey symmetrical frames with the purpose of verifying the accuracy and validity of the analysis. Agreement between the theoretical and experimental results is acceptable. The investigation also shows that connection flexibility and local instability such as local buckling and torsional flexural buckling can affect the behaviour and strength of thin-walled frames significantly. The results can also provide further insight into the advanced study of practical structures where interaction between flexible connections and phenomenon associated with thin-walled members are present.
In this paper, linear buckling analysis of a curved sandwich beam with a flexible core is investigated. Derivation of equations for face sheets is accomplished via the classical theory of curved beam, whereas for the flexible core, the elasticity equations in polar coordinates are implemented. Employing the von-Karman type geometrical non-linearity in strain-displacement relations, nonlinear governing equations are resulted. Linear pre-buckling analysis is performed neglecting the rotation effects in pre-buckling state. Stability equations are concluded based on the adjacent equilibrium criterion. Considering the movable simply supported type of boundary conditions, suitable trigonometric solutions are adopted which satisfy the assumed edge conditions. The critical uniform load of the beam is obtained as a closed-form expression. Numerical results cover the effects of various parameters on the critical buckling load of the curved beam. It is shown that, face thickness, core thickness, core module, fiber angle of faces, stacking sequence of faces and openin angle of the beam all affect greatly on the buckling pressure of the beam and its buckled shape.
In this article, based on the higher-order shear deformation plate theory, buckling analysis of a rectangular plate made of functionally graded piezoelectric materials and its effective parameters are investigated. Assuming the transverse distribution of electric potential to be a combination of a parabolic and a linear function of thickness coordinate, the equilibrium equations for the buckling analysis of an FGP rectangular plate are established. In addition to the Maxwell equation, all boundary conditions including the conditions on the top and bottom surfaces of the plate for closed and open circuited are satisfied. Considering double sine solution (Navier solution) for displacement field and electric potential, an analytical solution is obtained for full simply supported boundary conditions. The accurate buckling load of FGP plate is presented for both open and closed circuit conditions. It is found that the critical buckling load for open circuit is more than that of closed circuit in all loading conditions. Furthermore, it is observed that the influence of dielectric constants on the critical buckling load is more than those of others.
When launch vehicles are manufactured, one of the key points is a design of lightweight structure for reducing costs. Isogrid structure was designed to solve this topic, and many researches were carried out about buckling load because compression load is mainly applied to them. Recently, many studies are also being carried out about FEM model geometry of isogrid structure. The reason is that isogrid structure depends on size of ribs so it is difficult to modify about small changes in rib pattern. In this study, 1/8 model of cylindrical isogrid structure model was developed to analyze buckling behavior. Through parameter study, buckling analysis were performed to analyze buckling load and buckling mode depending on size of ribs.
In code roll forming processes, the sheet metal strip is gradually and successively bent into a desired profile. Occurrence of buckling is one of the major defects. Buckling may occur due to longitudinal stress and it is difficult to predict buckling behavior. In this study an analytical method for buckling behavior during roll forming is proposed. All numerical simulations are performed by finite element analysis. The behavior of buckling can be predicted with the simulation modeling of the finite element method.
The aim of this paper is to investigate the secondary buckling behaviour and mode-coupling of spherical caps under uniformly external pressure. The analysis makes use of a rotational finite shell element on the basis of strain-displacement relations according to Koiter's shell theory (Small Finite Deflections). The post-buckling behaviours after a bifurcation point are analyzed precisely by considering multi-mode coupling between several higher order harmonic wave numbers: and on the way of post-buckling path the positive definiteness of incremental stiffness matrix of uncoupled modes is examined step by step. The secondary buckling point that has zero eigen-value of incremental stiffness matrix and the corresponding secondary mode are obtained, moreover, the secondary post-buckling path is traced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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