This paper presents an original hyperbolic (first present model) and parabolic (second present model) shear and normal deformation theory for the bending analysis to account for the effect of thickness stretching in functionally graded sandwich plates. Indeed, the number of unknown functions involved in these presents theories is only five, as opposed to six or even greater numbers in the case of other shear and normal deformation theories. The present theory accounts for both shear deformation and thickness stretching effects by a hyperbolic variation of ail displacements across the thickness and satisfies the stress-free boundary conditions on the upper and lower surfaces of the plate without requiring any shear correction factor. It is evident from the present analyses; the thickness stretching effect is more pronounced for thick plates and it needs to be taken into consideration in more physically realistic simulations. The numerical results are compared with 3D exact solution, quasi-3-dimensional solutions and with other higher-order shear deformation theories, and the superiority of the present theory can be noticed.
This paper introduces an improved shear deformation theory for analyzing the buckling behavior of functionally graded plates subjected to varying temperatures. The transverse shear strain functions employed satisfy the stress-free condition on the plate surfaces without requiring shear correction factors. The material properties and thermal expansion coefficient of the porous functionally graded plate are assumed temperature-dependent and exhibit continuous variation throughout the thickness, following a modified power-law distribution based on the volume fractions of the constituents. Moreover, the study considers the influence of porosity distribution on the buckling of the functionally graded plates. Thermal loads are assumed to have uniform, linear, and nonlinear distributions through the thickness. The obtained results, considering the effect of porosity distribution, are compared with alternative solutions available in the existing literature. Additionally, this study provides comprehensive discussions on the influence of various parameters, emphasizing the importance of accounting for the porosity distribution in the buckling analysis of functionally graded plates.
The static analysis of the simply supported functionally graded plate under transverse load by using a new sinusoidal shear deformation theory based on the neutral surface concept is investigated analytically in the present paper. No transversal shear correction factors are needed because a correct representation of the transversal shearing strain is given. The mechanical properties of the FGM plate are assumed to vary continuously through the thickness according to a power law formulation except Poisson's ratio, which is kept constant. The equilibrium and stability equations are derived by employing the principle of virtual work. Results are provided for thick to thin plates and for different values of the gradient index k, which subjected to sinusoidal or uniformly distributed lateral loads. The accuracy of the present results is verified by comparing it with finite element solution. From the obtained results, it can be concluded that the proposed theory is accurate and efficient in predicting the displacements and stresses of functionally graded plates.
The effect of porosity on the thermo-mechanical behavior of simply supported functionally graded plate reposed on the Winkler-Pasternak foundation is investigated analytically in the present paper using new refined hyperbolic shear deformation plate theory. Both even and uneven distribution of porosity are taken into account and the effective properties of FG plates with porosity are defined by theoretical formula with an additional term of porosity. The present formulation is based on a refined higher order shear deformation theory, which is based on four variables and it still accounts for parabolic distribution of the transverse shearing strains and stresses through the thickness of the FG plate and takes into account the various distribution shape of porosity. The elastic foundation is described by the Winkler-Pasternak model. Anew modified power-law formulation is used to describe the material properties of FGM plates in the thickness direction. The closed form solutions are obtained by using Navier technique. The present results are verified in comparison with the published ones in the literature. The results show that the dimensionless and stresses are affected by the porosity volume fraction, constituent volume fraction, and thermal load.
Bending and buckling analysis of multi-directional porous functionally graded sandwich plate has been performed for two cases namely: FG skin with homogeneous core and FG core with homogeneous skin. The principle of virtual displacements was employed and the solution was obtained using Navier's technique. This theory imposes traction-free boundary conditions on the surfaces and does not require shear correction factors. The validation of the present study has been performed with those available in the literature. The composition of metal-ceramic-based FGM changes in longitudinal and transverse directions according to the power law. Different porosity laws, such as uniform distribution, unevenly and logarithmically uneven distributions were used to mimic the imperfections in the functionally graded material that were introduced during the fabrication process. Several sandwich plates schemes were studied based on the plate's symmetry and the thickness of each layer. The effects of grading parameters and porosity laws on the bending and buckling of sandwich plates were examined.
Abdelbaki, Bassem M.;Ahmed, Mohamed E. Sayed;Al Kaisy, Ahmed M.
Coupled systems mechanics
/
v.11
no.4
/
pp.357-371
/
2022
This paper presents a parametric study on the free vibration analysis of a functionally graded material (FGM) circular plate with non-uniform thickness resting on a variable Pasternak elastic foundation. The mechanical properties of the material vary in the transverse direction through the thickness of the plate according to the power-law distribution to represent the constituent components. The equation of motion of the circular plate has been carried out based on the classical plate theory (CPT), and the differential quadrature method (DQM) is employed to solve the governing equations as a semi-analytical method. The grid points are chosen based on Chebyshev-Gauss-Lobatto distribution to achieve acceptable convergence and better accuracy. The influence of geometric parameters, variable elastic foundation, and functionally graded variation for clamped and simply supported boundary conditions on the first three natural frequencies are investigated. Comparisons of results with similar studies in the literature have been presented and two-dimensional mode shapes for particular plates have been plotted to illustrate the effect of variable thickness profile.
In this work, a high order hyperbolic shear deformation theory with four variables is presented to study the vibratory behavior of functionally graduated plates. The field of displacement of the theory used in this work is introduced indeterminate integral variables. In addition, the effect of porosity is studied. It is assumed that the material characteristics of the porous FGM plate, varies continuously in the direction of thickness as a function of the power law model in terms of volume fractions of constituents taken into account the homogeneous distribution of porosity. The equations of motion are obtained using the principle of virtual work. An analytical solution of the Navier type for free vibration analysis is obtained for a FGM plate for simply supported boundary conditions. A comparison of the results obtained with those of the literature is made to verify the accuracy and efficiency of the present theory. It can be concluded from his results that the current theory is not only accurate but also simple for the presentation of the response of free vibration and the effect of porosity on the latter.
This research investigates the free vibration analysis of advanced composite plates such as functionally graded plates (FGPs) resting on a two-parameter elastic foundations using a hybrid quasi-3D (trigonometric as well as polynomial) higher-order shear deformation theory (HSDT). This present theory, which does not require shear correction factor, accounts for shear deformation and thickness stretching effects by a sinusoidal and parabolic variation of all displacements across the thickness. Governing equations of motion for FGM plates are derived from Hamilton's principle. The closed form solutions are obtained by using Navier technique, and natural frequencies are found, for simply supported plates, by solving the results of eigenvalue problems. The accuracy of the present method is verified by comparing the obtained results with First-order shear deformation theory, and other predicted by quasi-3D higher-order shear deformation theories. It can be concluded that the proposed theory is efficient and simple in predicting the natural frequencies of functionally graded plates on elastic foundations.
Taleb, Ouahiba;Houari, Mohammed Sid Ahmed;Bessaim, Aicha;Tounsi, Abdelouahed;Mahmoud, S.R.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.67
no.4
/
pp.369-383
/
2018
In this work, a novel hyperbolic shear deformation theory is developed for free vibration analysis of the simply supported functionally graded plates in thermal environment and the FGM having temperature dependent material properties. This theory has only four unknowns, which is even less than the other shear deformation theories. The theory presented is variationally consistent, without the shear correction factor. The present one has a new displacement field which introduces undetermined integral variables. Equations of motion are obtained by utilizing the Hamilton's principles and solved via Navier's procedure. The convergence and the validation of the proposed theoretical model are performed to demonstrate the efficacy of the model.
Abdulrazzaq, Mohammed Abdulraoof;Kadhim, Zeyad D.;Faleh, Nadhim M.;Moustafa, Nader M.
Structural Monitoring and Maintenance
/
v.7
no.1
/
pp.27-42
/
2020
Dynamic stability of graded nonlocal nano-dimension plates on elastic substrate due to in-plane periodic loads has been researched via a novel 3- unknown plate theory based on exact position of neutral surface. Proposed theory confirms the shear deformation effects and contains lower field components in comparison to first order and refined 4- unknown plate theories. A modified power-law function has been utilized in order to express the porosity-dependent material coefficients. The equations of nanoplate have been represented in the context of Mathieu-Hill equations and Chebyshev-Ritz-Bolotin's approach has been performed to derive the stability boundaries. Detailed impacts of static/dynamic loading parameters, nonlocal constant, foundation parameters, material index and porosities on instability boundaries of graded nanoscale plates are researched.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.