Hadji, Lazreg;Fallah, Ali;Aghdam, Mohammad Mohammadi
Structural Engineering and Mechanics
/
제82권2호
/
pp.151-161
/
2022
In this study, the effect of porosity distribution pattern on the free vibration analysis of porous FG plates with various boundary conditions is studied. The material properties of the plate and the porosities within the plate are considered to vary continuously through the thickness direction according to the volume fraction of constituents defined by the modified rule of the mixture, this includes porosity volume fraction with four different types of porosity distribution over the cross-section. The governing partial differential equation of motion for the free vibration analysis is obtained using hyperbolic shear deformation theory. An analytical solution is presented for the governing PDEs for various boundary conditions. Results of the presented solution are compared and validated by the available results in the literature. Moreover, the effects of material and porosity distribution and geometrical parameters on vibrational properties are investigated.
The aim of this paper is to investigate nonlinear dynamic responses of functionally graded composite beam resting on the nonlinear viscoelastic foundation subjected to moving mass with temperature rising. The non-linear strain-displacement relationship is considered in the finite strain theory and the governing nonlinear dynamic equation is obtained by using the Hamilton's principle. The Galerkin's decomposition technique is utilized to discretize the governing nonlinear partial differential equation to nonlinear ordinary differential equation and then the governing equation is solved by using of multiple time scale method. The influences of temperature rising, material distribution parameter, nonlinear viscoelastic foundation parameters, magnitude and velocity of the moving mass on the nonlinear dynamic responses are investigated. Also, the buckling temperatures of the functionally graded beams based on the finite strain theory are obtained.
Smart structures are those structure that could adopt some behavior to prevent instability in their responses. The recognition of stability deterioration has been performed through rigid mathematical formulations in control theory and unpredicted results could not be addressed in control systems since they are able to only work under their predefined condition. On the other hand, incorporating all affecting parameters could result in high computational cost and delay time in the response of the systems. Artificial intelligence (AI) method has shown to be a promising methodology not only in the computer science by at everyday life and in engineering problems. In the present study, we exploit the capabilities of artificial intelligence method to obtain frequency response of a smart structure. In this regard, a comprehensive development of equations is presented using Hamilton' principle and first order shear deformation theory. The equations were solved by numerical methods and the results are used to train an artificial neural network (ANN). It is demonstrated that ANN modeling could provide accurate results in comparison to the numerical solutions and it take less time than numerical solution.
This study presents the nonlinear free and forced vibrations of a cracked atomic force microscopy (AFM) cantilever by using the modified couple stress. The cracked section of the AFM cantilever is considered and modeled as rotational spring. In the frame work of Euler-Bernoulli beam theory, Von-Karman type of geometric nonlinear equation and the modified couple stress theory, the nonlinear equation of motion for the cracked AFM is derived by Hamilton's principle and then discretized by using the Galerkin's method. The semi-inverse method is utilized for analysis nonlinear free oscillation of the system. Then the method of multiple scale is employed to investigate primary resonance of the system. Some numerical examples are presented to illustrate the effects of some parameters such as depth of the crack, length scale parameter, Tip-Mass, the magnitude and the location of the external excitation force on the nonlinear free and forced vibration behavior of the system.
This paper presents nonlinear oscillations of a carbon nanotube reinforced composite beam subjected to lateral harmonic load with damping effect based on the modified couple stress theory. As reinforcing phase, three different types of single walled carbon nanotubes distribution are considered through the thickness in polymeric matrix. The non-linear strain-displacement relationship is considered in the von Kármán nonlinearity. The governing nonlinear dynamic equation is derived with using of Hamilton's principle.The Galerkin's decomposition technique is utilized to discretize the governing nonlinear partial differential equation to nonlinear ordinary differential equation and then is solved by using of multiple time scale method. The frequency response equation and the forced vibration response of the system are obtained. Effects of patterns of reinforcement, volume fraction, excitation force and the length scale parameter on the nonlinear responses of the carbon nanotube reinforced composite beam are investigated.
Using artificial intelligence and internet of things methods in engineering and industrial problems has become a widespread method in recent years. The low computational costs and high accuracy without the need to engage human resources in comparison to engineering demands are the main advantages of artificial intelligence. In the present paper, a deep neural network (DNN) with a specific method of optimization is utilize to predict fundamental natural frequency of a cylindrical structure. To provide data for training the DNN, a detailed numerical analysis is presented with the aid of functionally modified couple stress theory (FMCS) and first-order shear deformation theory (FSDT). The governing equations obtained using Hamilton's principle, are further solved engaging generalized differential quadrature method. The results of the numerical solution are utilized to train and test the DNN model. The results are validated at the first step and a comprehensive parametric results are presented thereafter. The results show the high accuracy of the DNN results and effects of different geometrical, modeling and material parameters in the natural frequencies of the structure.
In this paper, dynamic buckling of truncated conical shell made of carbon nanotubes (CNTs) composite is studied. In aerospace industries, this category of structures is utilized extensively due to wide range of engineering applications. To calculate the effective material properties of the nanocomposite, The Mori-Tanaka model is applied. Also, the motion equations are derived with the assistance of the first order shear deformation theory (FSDT), Hamilton's principle and energy method. Besides, In order to solve motion equations and analyze dynamic instability region (DIR) of the structure, mixed model of differential quadrature method (DQM) and Bolotin's method is used. Moreover, investigation of the different parameters effects such as geometrical parameters and volume fraction of CNTs on the analysis of the DIR of the structure is done. In accordance with the obtained results, the DIR will occur at higher frequencies by increasing the volume fraction of CNTs.
This paper aims to investigate the vibration analysis of functionally graded porous (FGP) beams using State-space approach with several classical and non-classical boundary conditions. The materials properties of the porous FG beams are considered to have even and uneven distributions profiles along the thickness direction. The equation of motion for FGP beams with various boundary conditions is obtained through Hamilton's principle. State-space approach is used to obtain the governing equation of porous FG beam. The comparison of the results of this study with those in the literature validates the present analysis. The effects of span-to-depth ratio (L/h), of distribution shape of porosity and others parameters on the dynamic behavior of the beams are described. The results show that the boundary conditions, the geometry of the beams and the distribution shape of porosity affect the fundamental frequencies of the beams.
The possibility of energy harvesting as well as vibration of a three-layered beam consisting of two piezoelectric layers and one core layer made of nonpiezoelectric material is investigated using nonlocal strain gradient theory. The three-layered nanobeam is resting on an elastic foundation. Hamilton's principle is used to derive governing equations and associated boundary conditions. The generalized differential quadrature method (GDQM) was used to discretize the equations, and the Newmark beta method was used to solve them. The size-dependency of the elastic foundation is considered using two-phase elasticity. The equations, as well as the solution procedure, are validated utilizing some compassion studies. This work can be a basis for future studies on energy harvesting of small scales.
Mohammad Hosseini;Parisa Chahargonbadizade;Mohammadreza Mofidi
Structural Engineering and Mechanics
/
제88권4호
/
pp.335-354
/
2023
In this study, analysis of wave propagation characteristics for functionally graded carbon nanotube-reinforced composite (FG-CNTRC) nanoplates is performed using first-order shear deformation theory (FSDT) and nonlocal strain gradient theory. Uniform distribution (UD) and three types of functionally graded distributions of carbon nanotubes (CNTs) are assumed. The effective mechanical properties of the FG-CNTRC nanoplate are assumed to vary continuously in the thickness direction and are approximated based on the rule of mixture. Also, the governing equations of motion are derived via the extended Hamilton's principle. In numerical examples, the effects of nonlocal parameter, wavenumber, angle of wave propagation, volume fractions, and carbon nanotube distributions on the wave propagation characteristics of the FG-CNTRC nanoplate are studied. As represented in the results, it is clear that the internal length-scale parameter has a remarkable effect on the wave propagation characteristics resulting in significant changes in phase velocity and natural frequency. Furthermore, it is observed that the strain gradient theory yields a higher phase velocity and frequency compared to those obtained by the nonlocal strain gradient theory and classic theory.
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.