In this paper, an analytical method is proposed to find the dimensions of impact stresses with using the dimensions of impact loading parameter regardless of mass of impactor, velocity of impactor, and plate thickness. In analytical method of Impulsive stresses, the three-dimensional dynamic theory of elasticity using rectangular coordinates and the potential theory of displacement are utilized, and when the measurement of Impact loading is difficult especially for a steel ball colliding on an infinite plate, the impact loading can be obtained by using the classical plate theory and Hertz’s contact theory. And in the numerical analysis, the fast Fourier transform (F. F. T.) algorithm and the numerical inverse Laplace transformation are used because the analysis of impact loading Is difficult to obtain solutions by using the thress-dimensional dynamic theory of elasticity.
A modeling method for the impact analysis of plate structures employing Hertzian contact theory is presented in this paper. Since local deformation as well as bending deflection of the plate occurs due to the collision, it has to be considered for the impact analysis. When the coefficient of restitution is employed for the impact analysis, the local deformation is not considered. For more accurate and reliable impact analysis, however, the local deformation should be considered. The effects of the location of collision and the collision mass on the impact duration time and the contact force magnitude are investigated through numerical studies employing Hertzian contact theory.
The dynamic response of symmetric cross-ply and angle-ply composite laminated plates under impact loads is investigated using a higher order shear deformation theory. A modified Hertz law is used to predict the impact loads and a four node finite element is used to model the plate. By using a higer order shear deformation theory, the out-of-plane shear stresses, which can be a crucial factor in the failure of composite plates, are determined with significant accuracy. This is accomplished by using a stress recovery technique using the in-plane stresses. The results compared with previous investigations showed good agreement. It can be seen that this method of analyzing impact problems is more efficient than current three dimensional methods in terms of time and expense.
Since thickness deformation and lateral deflection often occurs during the collision of flexible bodies, they should be considered simultaneously in the impact analysis. The thickness deformation, however, cannot be considered in beam/shell theory since the thickness is assumed to be constant in the theory. So, solid elements are employed to estimate the thickness deformation. However, the CPU time increases significantly if solid elements are employed. In the present study, a modeling method for the impact analysis of a flexible body employing Hertzian contact theory is presented. The efficiency and the accuracy of the modeling method are discussed with some numerical examples.
In this paper, a new method is suggested to analyze impulsive stresses at loading poing of concentrated impact load under certain impact conditions determined by impact velocity, stiffness of plate and mass of impact body, etc. The impulsive stresses are analyzed by using the three dimensional dynamic theory of elasticity so as to analytically clarify the generation phenomenon of cone crack at the impact fracture of fragile materials (to be discussed if the second paper). The Lagrange's plate theory and Hertz's law of contact theory are used for the analysis of impact load, and the approximate equation of impact load is suggested to analyze the impulsive stresses at the impact point to decide the ranage of impact load factor. When impact load factors are over and under 0.263, approximate equations are suggested to be F(t)=Aexp(-Bt)sinCt and F(t)=Aexp(-bt) {1-exp(Ct)} respectively. Also, the inverse Laplace transformation is done by using the F.F.T.(fast fourier transform) algorithm. And in order to clarity the validity of stress analysis method, experiments on strain fluctuation at impact point are performed on a supported square glass plate. Finally, these analytical results are shown to be in close agreement with experimental results.
본 연구에서는 Kant 등이 제안한 고차판이론의 C연속변위 유한요소 모델을 사 용하여 충격자와 적층판의 저속 충격 응답에 대하여 연구하여 그 결과를 Mindlin의 판 이론에 의한 계산 결과와 비교하고, 경계 조건의 영향 및 충격자의 충격속도, 질량변 화에 대한 접촉력의 변화를 고찰하고자 한다.
The Nonlinear dynamic response of a sandwich plate subjected to the low velocity impact is theoretically and experimentally investigated. The Hertz law between the impactor and the plate is taken into account. Using the Extended High Order Sandwich Panel Theory (EHSAPT) and the Ritz energy method, the governing equations are derived. The skins follow the Third order shear deformation theory (TSDT) that has hitherto not reported in conventional EHSAPT. Besides, the three dimensional elasticity is used for the core. The nonlinear Von Karman relations for strains of skins and the core are adopted. Time domain solution of such equations is extracted by means of the well-known fourth-order Runge-Kutta method. The effects of core-to-skin thickness ratio, initial velocity of the impactor, the impactor mass and position of the impactor are studied in detail. It is found that these parameters play significant role in the impact force and dynamic response of the sandwich plate. Finally, some low velocity impact tests have been carried out by Drop Hammer Testing Machine. The results are compared with experimental data acquired by impact testing on sandwich plates as well as the results of finite element simulation.
Isa Ahmadi;Mohammad Naeim Moradi;Mahdi Davar Panah
Structural Engineering and Mechanics
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제89권2호
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pp.135-153
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2024
In this study, the impact response of a nanobeam with a moving nanoparticle is investigated. Timoshenko beam theory is used to model the nanobeam behavior and nonlocal elasticity theory is used to consider the effects of small dimensions. The interaction between the nanoparticle and nanobeam has been described using Lennard-Jones potential theory and the equations are discretized by the radial basis meshless method and a mathematical model is presented for the nanobeam-nanoparticle system. Validation of the proposed model is achieved by comparing the obtained natural frequencies with reference values, demonstrating good agreement. Dimensionless frequency analysis reveals a decrease with increasing nonlocal parameter, pointing out a toughening effect in nanobeam. The dynamic response of the nanobeam and nanoparticle is obtained by time integration of equations of motion using Newmark and Wilson-𝜃 methods. A comparative analysis of the two methods is conducted to determine the most suitable approach for this study. As a distinctive aspect in this study, the analysis incorporates the deformation of the nanobeam resulting from the nanoparticle-nanobeam interaction when calculating the Lennard-Jones force in the nanobeam-nanoparticle system. The numerical findings explore the impact of various factors, including the nonlocal parameter, initial velocity, nanoparticle mass, and boundary conditions.
In this paper, an attempt is made to analyze the impulsive stress directly underneath the concentrated impact point for a supported square plate by using the three-dimensional dynamic theory of elasticity and the potential theory of displacement (stress function) on the supposition that the load, F$_{*}$0 sin .omega.t, acted on the central part of it. The results obtained from this study are as follows: 1. The impulsive stress cannot be analyzed directly underneath the acting point of concenrated impact load in privious theories, but can be analyzed by using the three-dimensional dynamic theory of elasticity and the potential theory of displacement. 2. Theorically, with increasing the pulse width of applied load, it was possible to clarify that the amount of stress in the point of concentrated impact load was increased and that of stress per unit impulse was decreased. 3. The numerical inversion of laplace transformation by the use of the F.F.T algorithm contributes the reduction of C.P.U time and the improvement of the accuracy or results. 4. In this paper recommended, it is found that the approximate equation of impact load function P (.tau.) = A.tau. exp (-B.tau.), and P (.tau.) =0.85A exp (-B.tau.) sinC.tau. could actually apply to all impact problem. In compared with the experimental results, the propriety of the analytical method is reasonable.
Purpose This study aims to investigate which factors have impact on the acceptance intention of new electronic ID. For the empirical analysis, this study utilized PLS-SEM after collecting 385 survey data, and analyzed relations between each factors. Design/methodology/approach This study made a design of the research model by integrating the factors deducted from the Unified Theory of Acceptance and Use of Technology with the factors deducted from the Risk Factors. Findings The results are as follow; First, of the UTAUT factors, Performance Expectancy, Effort Expectancy and Social Influence and has positive impact on Acceptance Intention, but Facilitating Conditions doesn't have meaningful impact on Acceptance Intention. Second, of the Risk factors, Innovation Resistance has negative impact on Acceptance Intention, but Perceived Risk dose not have meaningful impact on Acceptance Intention. Finally, regulatory effect of the Promotion Focus, Prevention Focus and Gender has regulatory impact to Acceptance intention. It is expected that the implications of this study enables government effectively to offer new electronic ID.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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