This research article reported the nonlinear finite solutions of the nonlinear flexural strength and stress behaviour of nano sandwich graded structural shell panel under the combined thermomechanical loading. The nanotube sandwich structural model is derived mathematically using the higher-order displacement polynomial including the full geometrical nonlinear strain-displacement equations via Green-Lagrange relations. The face sheets of the sandwich panel are assumed to be carbon nanotube-reinforced polymer composite with temperature dependent material properties. Additionally, the numerical model included different types of nanotube distribution patterns for the sandwich face sheets for the sake of variable strength. The required equilibrium equation of the graded carbon nanotube sandwich structural panel is derived by minimizing the total potential energy expression. The energy expression is further solved to obtain the deflection values (linear and nonlinear) via the direct iterative method in conjunction with finite element steps. A computer code is prepared (MATLAB environment) based on the current higher-order nonlinear model for the numerical analysis purpose. The stability of the numerical solution and the validity are verified by comparing the published deflection and stress values. Finally, the nonlinear model is utilized to explore the deflection and the stresses of the nanotube-reinforced (volume fraction and distribution patterns of carbon nanotube) sandwich structure (different core to face thickness ratios) for the variable type of structural parameter (thickness ratio, aspect ratio, geometrical configurations, constraints at the edges and curvature ratio) and unlike temperature loading.
In the current research, the nonlinear free vibrations of curved pipes made of functionally graded (FG) carbon nanotube reinforced composite (CNTRC) materials are investigated. It is assumed that the FG-CNTRC curved pipe is supported on a three-parameter nonlinear elastic foundation and is subjected to a uniform temperature rise. Properties of the curved nanocomposite pipe are distributed across the radius of the pipe and are given by means of a refined rule of mixtures approach. It is also assumed that all thermomechanical properties of the nanocomposite pipe are temperature-dependent. The governing equations of the curved pipe are obtained using a higher order shear deformation theory, where the traction free boundary conditions are satisfied on the top and bottom surfaces of the pipe. The von Kármán type of geometrical non-linearity is included into the formulation to consider the large deflection in the curved nanocomposite pipe. For the case of nanocomposite curved pipes which are simply supported in flexure and axially immovable, the motion equations are solved using the two-step perturbation technique. The closed-form expressions are provided to obtain the small- and large-amplitude frequencies of FG-CNTRC curved pipes rested on a nonlinear elastic foundation in thermal environment. Numerical results are given to explore the effects of CNT distribution pattern, the CNT volume fraction, thermal environment, nonlinear foundation stiffness, and geometrical parameters on the fundamental linear and nonlinear frequencies of the curved nanocomposite pipe.
This research is related to nonlinear stability analysis of advanced microbeams reinforced by Graphene Platelets (GPLs) considering generic geometrical imperfections and thermal loading effect. Uniform, linear and nonlinear distributions of GPLs in transverse direction have been considered. Imperfection sensitivity of post-bucking behaviors of the microbeam to different kinds of geometric imperfections have been examined. Geometric imperfection is first considered to be identical as the first buckling mode, then a generic function is employed to consider sine-type, local-type and global-type imperfectness. Modified couple stress theory is adopted to incorporate size-dependent behaviors of the beam at micro scale. The post-buckling problem is solved analytically to derive load-amplitude curves. It is shown that post-buckling behavior of microbeam is dependent on the type geometric imperfection and its magnitude. Also, post-buckling load can be enhanced by adding more GPLs or selecting a suitable distribution for GPLs.
This papers studies nonlinear stability and post-buckling behaviors of geometrically imperfect metal foam doubly-curved shells with eccentrically stiffeners resting on elastic foundation. Metal foam is considered as porous material with uniform and non-uniform models. The doubly-curved porous shell is subjected to in-plane compressive loads as well as a transverse pressure leading to post-critical stability in nonlinear regime. The nonlinear governing equations are analytically solved with the help of Airy stress function to obtain the post-buckling load-deflection curves of the geometrically imperfect metal foam doubly-curved shell. Obtained results indicate the significance of porosity distribution, geometrical imperfection, foundation factors, stiffeners and geometrical parameters on post-buckling characteristics of porous doubly-curved shells.
Rezaiee-Pajand, M.;Ghalishooyan, M.;Salehi-Ahmadabad, M.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.48
no.6
/
pp.879-914
/
2013
In part I of the article, formulation and characteristics of the several well-known structural geometrical nonlinear solution techniques were studied. In the present paper, the efficiencies and capabilities of residual load minimization, normal plane, updated normal plane, cylindrical arc length, work control, residual displacement minimization, generalized displacement control and modified normal flow will be evaluated. To achieve this goal, a comprehensive comparison of these solution methods will be performed. Due to limit page of the article, only the findings of 17 numerical problems, including 2-D and 3-D trusses, 2-D and 3-D frames, and shells, will be presented. Performance of the solution strategies will be considered by doing more than 12500 nonlinear analyses, and conclusions will be drawn based on the outcomes. Most of the mentioned structures have complex nonlinear behavior, including load limit and snap-back points. In this investigation, criteria like number of diverged and complete analyses, the ability of passing load limit and snap-back points, the total number of steps and analysis iterations, the analysis running time and divergence points will be examined. Numerical properties of each problem, like, maximum allowed iteration, divergence tolerance, maximum and minimum size of the load factor, load increment changes and the target point will be selected in such a way that comparison result to be highly reliable. Following this, capabilities and deficiencies of each solution technique will be surveyed in comparison with the other ones, and superior solution schemes will be introduced.
Mirjavadi, Seyed Sajad;Forsat, Masoud;Barati, Mohammad Reza;Hamouda, A.M.S.
Steel and Composite Structures
/
v.35
no.4
/
pp.567-578
/
2020
Based on third-order shear deformation shell theory, the present paper investigates post-buckling properties of eccentrically stiffened metal foam curved shells/panels having initial geometric imperfectness. Metal foam is considered as porous material with uniform and non-uniform models. The single-curve porous shell is subjected to in-plane compressive loads leading to post-critical stability in nonlinear regime. Via an analytical trend and employing Airy stress function, the nonlinear governing equations have been solved for calculating the post-buckling loads of stiffened geometrically imperfect metal foam curved shell. New findings display the emphasis of porosity distributions, geometrical imperfectness, foundation factors, stiffeners and geometrical parameters on post-buckling properties of porous curved shells/panels.
This study investigates a geometrical nonlinear dynamic behaviors of laminated skew plates made of advanced composite materials (ACM). Based on the first-order shear deformation plate theory (FSDT), the Newmark method and Newton-Raphson iteration are used for the nonlinear dynamic solution. The effects of cutout sizes, skew angles and lay up sequences on the nonlinear dynamic response for various parameters are studied using a nonlinear dynamic finite element program developed for this study. The several numerical results were in good agreement with those reported by other investigators for square composite plates with or without central cutouts, and the new results reported in this paper show the significant interactions between the cutout, skew angles and layup sequence in the laminate. Key observation points are discussed and a brief design guideline of skew laminates is given.
Lee, Byoung Koo;Kim, Suk Ki;Lee, Tae Eun;Kim, Gwon Sik
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
/
v.29
no.1A
/
pp.53-60
/
2009
This paper deals with the geometrical nonlinear analyses of post-buckled columns with variable cross-section. The objective columns having variable cross-section of the width, depth and square tapers are supported by both hinged ends. By using the Bernoulli-Euler beam theory, differential equations governing the elastica of post-buckled column and their boundary conditions are derived. The solution methods of these differential equations which have two unknown parameters are developed. As the numerical results, equilibrium paths, elasticas and stress resultants of the post-buckled columns are presented. Laboratory scaled experiments were conducted for validating the theories developed in this study.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
/
v.67
no.2
/
pp.277-284
/
2018
In this paper, a new numerical method of finding the roots of a nonlinear system is proposed, which extends the conventional fixed point iterative method by relaxing the constraints on it. The proposed method determines the real valued roots and expands the convergence region by relaxing the constraints on the conventional fixed point iterative method, which transforms the diverging root searching iterations into the converging iterations by employing the metric induced by the geometrical characteristics of a polynomial. A metric is set to measure the distance between a point of a real-valued function and its corresponding image point of its inverse function. The proposed scheme provides the convenience in finding not only the real roots of polynomials but also the roots of the nonlinear systems in the various application areas of science and engineering.
This paper presents a LMI(linear matrix inequality)-based fuzzy approach of modeling and active vibration control of geometrically nonlinear flexible plates with piezoelectric materials as actuators and sensors. The large-amplitude vibration characteristics and dynamic partial differential equation of a piezoelectric flexible rectangular thin plate structure are obtained by using generalized Fourier series and numerical integral. Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model is employed to approximate the nonlinear structural system, which combines the fuzzy inference rule with the local linear state space model. A robust fuzzy dynamic output feedback control law based on the T-S fuzzy model is designed by the parallel distributed compensation (PDC) technique, and stability analysis and disturbance rejection problems are guaranteed by LMI method. The simulation result shows that the fuzzy dynamic output feedback controller based on a two-rule T-S fuzzy model performs well, and the vibration of plate structure with geometrical nonlinearity is suppressed, which is less complex in computation and can be practically implemented.
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.