In this research work, the hygrothermal and mechanical buckling responses of simply supported FG sandwich plate seated on Winkler-Pasternak elastic foundation are investigated using a novel shear deformation theory. The current model take into consideration the shear deformation effects and ensures the zero shear stresses on the free surfaces of the FG-sandwich plate without requiring the correction factors "Ks". The material properties of the faces sheets of the FG-sandwich plate are assumed varies as power law function "P-FGM" and the core is isotropic (purely ceramic). From the virtual work principle, the stability equations are deduced and resolved via Navier model. The hygrothermal effects are considered varies as a nonlinear, linear and uniform distribution across the thickness of the FG-sandwich plate. To check and confirm the accuracy of the current model, a several comparison has been made with other models found in the literature. The effects the temperature, moisture concentration, parameters of elastic foundation, side-to-thickness ratio, aspect ratio and the inhomogeneity parameter on the critical buckling of FG sandwich plates are also investigated.
Park, H.Y.;Kim, H.W.;Song, C.E.;Ji, H.J.;Choi, S.K.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2009.06a
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pp.421-421
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2009
Since carbon nanotubes (CNTs) are discovered, tremendous attentions have been paid to these materials due to their unique mechanical, electrical and chemical properties. Thereupon, many methods to produce a large scale of CNTs have been contrived by many scientists and engineers. Thus the examination of growth mechanisms of CNTs, which is essential to produce CNTs in large scale, has been an attractive issue. Though many scientists have been strived to investigate and understand the growth mechanisms of CNTs, many of them still remain controversial or unclear. Here we introduce representative growth mechanisms of CNTs, based on broadly employed fabrication methods of CNTs. We applied Thermo-electrical Pulse Induced Evaporation (TPIE) method based on field and thermal evaporation to synthesis of CNTs. However TPIE method was originally devised to fabricate graphene sheets and $Ge_2Sb_2Te_5$ nanostructures. While performing TPIE experiments to synthesize graphene, we eventually found experimental results widely supporting the growth model of CNTs proposed already. We observed the procedure of growth of CNTs obtained by TPIE method through Transmission Electron Microscopy (TEM). We believe this study provides an experimental basis on understanding and investigating carbon-based nanomaterials.
The aim of current work is to evaluate thermo-electrical characteristics of graphene nanoplatelets Reinforced Composite (GNPRC) coupled with magneto-electro-elastic (MEE) face sheet. In this regard, a cylindrical smart nanocomposite made of GNPRC with an external MEE layer is considered. The bonding between the layers are assumed to be perfect. Because of the layer nature of the structure, the material characteristics of the whole structure is regarded as graded. Both mechanical and thermal boundary conditions are applied to this structure. The main objective of this work is to determine critical temperature and critical voltage as a function of thermal condition, support type, GNP weight fraction, and MEE thickness. The governing equation of the multilayer nanocomposites cylindrical shell is derived. The generalized differential quadrature method (GDQM) is employed to numerically solve the differential equations. This method is integrated with Deep Learning Network (DNN) with ADADELTA optimizer to determine the critical conditions of the current sandwich structure. This the first time that effects of several conditions including surrounding temperature, MEE layer thickness, and pattern of the layers of the GNPRC is investigated on two main parameters critical temperature and critical voltage of the nanostructure. Furthermore, Maxwell equation is derived for modeling of the MEE. The outcome reveals that MEE layer, temperature change, GNP weight function, and GNP distribution patterns GNP weight function have significant influence on the critical temperature and voltage of cylindrical shell made from GNP nanocomposites core with MEE face sheet on outer of the shell.
Due to environmental concerns $CO_2$ has been reintroduced as a potential candidate to replace HFCs in refrigeration systems. Oils are always required in a vapor-compression cycle, and thus actual working fluid in the system is $CO_2$-oil mixtures even though the oil concentrations are low at the heat exchangers and the expansion device. The cooling heat transfer coefficients for $CO_2$-oil mixtures under supercritical condition are required to designing of the gas cooler in the $CO_2$ refrigeration system properly. In the present study, the gas cooling heat transfer coefficients for $CO_2$-PEC9 was estimated by using the Gnileinski correlation, and the Kim and Ghajar model through the previous prediction models for the thermo-physical properties of $CO_2$-oil mixture. The Gnileinski correlation was used when the oil wt.% in the mixture is less than 1.0, and for the higher oil concentration the Kim and Ghajar model was applied. The estimated results agree with the experimental results conducted by the Dang et al.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.17
no.4
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pp.169-176
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2018
Removal of angular deformation induced during the welding of butt joints in thick steel plates needs expert skill and is costly. To reduce deformation, proper joint designs are studied with a prediction of deformation prior to welding. However, as the thickness of a plate increases, a predictive analysis of the welding process is more difficult, especially if there is an increase in the number of welding passes in the joint. In this study, a numerical model with the finite element method (FEM) was developed to analyze the angular deformation in the multi-pass welding of butt joints of plates made of AH32 steel that had a thickness of up to 100 mm. A series of numerical simulations were then performed based on the developed model to predict the deformations for thick plates. With the results obtained by the analyses, this study suggested optimal X-shape grooves for the butt joints of thick plates to minimize the angular deformation. As the thickness of the plate increased to 100 mm, the ratio of the depth of the front-side groove to that of the back-side groove should be gradually increased to nearly 1:3.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2003.05a
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pp.483-488
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2003
Frictional heating in brakes causes thermoelastic distortion of the contacting bodies and hence affects the contact pressure distribution. The resulting thermo-mechanical coupling can cause thermoelastic instability (TEI) if the sliding speed is sufficiently high, leading to non-uniform heating called hot spots and low frequency vibration known as hot judder. The vibration of brakes to the known phenomenon of frictionally-excited thermoelastic instability is estimated studying the interface temperature and pressure evolution with time. A simple model has been considered where a layer with half-thickness ${\alpha}$ slides with speed V between two half-planes which are rigid and non-conducting. The advantage of this properly simple model permits us to deduce analytically the critical conditions for the onset of instability, which is the relation between the critical speed and the growth rate of the interface temperature and pressure. Symmetrical component of pressure and temperature distribution at the layer interfaces can be more unstable than antisymmetrical component. As the thickness ${\alpha}$ reduces, the system becomes more apt to thermoelastic instability. Moreover, the evolution of the system beyond the critical conditions has shown that even if low frequency perturbations are associated with low critical speed, it might be less critical than high frequency perturbations if the working sliding speed is much larger than the actual critical speed of the system.
Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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2006.09a
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pp.85-86
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2006
A theoretical model is applied to the analysis of thermomechanical properties of $Al-SiC_p$ FGMs in this study. Functionally graded $Al-SiC_p$ composites ($Al-SiC_p$ FGMs) consisted with 10 layers gradually changing volume fractions of Al and $SiC_p$ were fabricated using the pressureless infiltration technique. $Al-SiC_p$ FGMs plates of total thickness of 3mm, 5mm and 7mm with fairly uniform distribution and compositional gradient of $SiC_p$ reinforcement in the Al matrix throughout the thickness was successfully fabricated. The curvature of $Al-SiC_p$ FGM plates was measured to check the internal stress distribution predicted via a theoretical model for the analysis of thermo-mechanical deformation. The evolution of curvature and also internal stresses in response to temperature variations could be predicted for the different combinations of geometric thickness of FGM plates. Theoretical prediction of thermally induced stress distribution makes it possible to design FGM structures without any critical failure during the usage of them.
This study described the experimental investigations of combustion instability in a model gas turbine combustor. Strong coupling between pressure oscillations and unsteady heat release excites a self-sustained acoustic wave, which results in a loud and annoyed sound, and may also lead to a structural damage to the combustion system. In this study, in order to examine the combustion instability phenomenon of a dual swirling combustor configuration, the information of heat release and pressure fluctuation period with respect to the variation in both thermal power and combustor length was collected experimentally. As a result, the fundamental acoustic frequency turned out to increase with the increasing thermal power without respect to the combustor length. The frequency response to the combustor length was found to have two distinct regimes. In a higher power regime the frequency significantly decreases with the combustor length, as it is expected from the resonance of gas column. However, in a lower power regime it is almost insensitive to the combustor length. This insensitive response might be a result of the beating phenomenon between the interacting pilot and main flames with different periods.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.12
no.1
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pp.114-121
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2004
Frictional heating in brakes causes thermoelastic distortion of the contacting bodies and hence affects the contact pressure distribution. The resulting thermo-mechanical coupling can cause thermoelastic instability (TEI) if the sliding speed is sufficiently high, leading to non-uniform heating called hot spots and low frequency vibration known as hot judder. The vibration of brakes to the known phenomenon of frictionally-excited thermoelastic instability is estimated studying the interface temperature and pressure evolution with time. A simple model has been considered where a layer with half-thickness$\alpha$slides with speed V between two half-planes which are rigid and non-conducting. The advantage of this properlysimple model permits us to deduce analytically the critical conditions for the onset of instability, which is the relation between the critical speed and the growth rate of the interface temperature and pressure. Symmetrical component of pressure and temperature distribution at the layer interfaces can be more unstable than antisymmetrical component. As the thickness $\alpha$ reduces, the system becomes more apt to thermoelastic instability. For perturbations with wave number smaller than the critical$m_{cr}$ the temperature increases with m vice versa for perturbations with wave number larges than $m_{cr}$ , the temperature decreases with m.
Fracture near the U-10Mo/cladding material interface impacts fuel service life. In this work, a mesoscale stress model is developed with the fuel foil considered as a porous medium having gas bubbles and bearing bubble pressure and surface tension. The models for the evolution of bubble volume fraction, size and internal pressure are also obtained. For a U-10Mo/Al monolithic fuel plate under location-dependent irradiation, the finite element simulation of the thermo-mechanical coupling behavior is implemented to obtain the bubble distribution and evolution behavior together with their effects on the mesoscale stresses. The numerical simulation results indicate that higher macroscale tensile stresses appear close to the locations with the maximum increments of fuel foil thickness, which is intensively related to irradiation creep deformations. The maximum mesoscale tensile stress is more than 2 times of the macroscale one on the irradiation time of 98 days, which results from the contributions of considerable volume fraction and internal pressure of bubbles. This study lays a foundation for the fracture mechanism analysis and development of a fracture criterion for U-10Mo monolithic fuels.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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