In this paper, hyperbolic shear deformation plate theory is developed for thermal buckling of functionally graded plates with porosity by dividing transverse displacement into bending and shear parts. The present theory is variationally consistent, and accounts for a quadratic variation of the transverse shearstrains across the thickness and satisfies the zero traction boundary conditions on the top and bottom surfaces of the plate without using shear correction factors. Three different patterns of porosity distributions (including even and uneven distribution patterns, and the logarithmic-uneven pattern) are considered. The logarithmic-uneven porosities for first time is mentioned. Equilibrium and stability equations are derived based on the present theory. The non-linear governing equations are solved for plates subjected to simply supported boundary conditions. The thermal loads are assumed to be uniform, linear and non-linear distribution through-the-thickness. A comprehensive parametric study is carried out to assess the effects of volume fraction index, porosity fraction index, aspect ratio and side-to-thickness ratio on the buckling temperature difference of imperfect FG plates.
Dams are inevitably planned to be built on thick overburden with high permeability and deformability. The connection part between concrete cut-off wall in overburden and earth core in dam body is not only a key part of the anti-seepage system, but also a weak position. Large uneven settlement will be aroused at the concoction part. However, the interaction behavior and the scope of the connection part cannot be determined effectively. In this paper, numerical analysis of a high earth core dam built on thick overburden was carried out with large deformation FE method. The mechanical behavior of the connection part was detail studied. It can be drawn that there is little differences in dam integral deformation for different analysis method, but big differences were found at the connection part. The large deformation analysis method can reasonably describe the process that concrete wall penetrates into soil. The high plasticity clay has stronger ability to adapt to large uneven deformation which can reduce stress level, and stress state of concrete wall is also improved. The scope of high plasticity clay zone in the connection part can be determined according to stress level of soils and penetration depth of concrete wall.
Kim, Myung-Hak;Yoon, Min-Seung;Lee, Sang-Wook;Lee, Chea-Kyun;Han, Byoung-Won
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2010.09a
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pp.940-950
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2010
In case of uneven surcharge like backfill or embankment after constructing caisson applied on the deep soft marine deposits, lateral deformation of soft soils would happen due to plastic deformation of soil particles by increase of excess pore water pressure. Lateral deformation of soil will result in the caisson displacement which affects soft soil-caisson structure safety. Soft soil was improved by soil compaction pile method, and then gravity caisson was installed. Soil deformations were monitored and analyzed with step by step backfill and embankment behind the caisson. Amount and speed of lateral deformation after the installation of caissons were closely related with the time of backfill and embankment. The relationship between maximum lateral displacement($\Delta_y$) in front of caisson and settlement($\Delta_s$) can be expressed as $\Delta_y=(0.0871)\Delta_s+122.95$. Soft soil depth did not affect the lateral displacement of caisson in this study, which can be explained the soft soil improvement under the caisson by S.C.P. method. Substantially the amount and speed of the lateral deformation of caisson were closely related with the uneven surcharging rate behind caisson.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.17
no.9
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pp.62-69
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2000
Uneven clearances in the left and right sides of a press die cause deformation of the punch in precision shearing process. This deformation results from the compression stress and bending moment from shearing force in vertical direction and from the side force in horizontal direction acting to the punch, In this study the behavior of punch deformation is investigated in order to clarify the deformation state of the punch by using strain gauge deformation to shearing force side force bending moment radius of curvature and shear plane of the punch. Also we presented the calculation method of deformation size for the punch.
With the recent strengthening of environmental regulations and the need for cost reduction, excavators, a type of construction equipment, are being miniaturized while components are being developed in consideration of stability. In the case of excavator press parts, mainly high-strength steel sheets are being used to enhance stability and reduce weight. However, in the case of high-strength materials, there is a need to research product forming methods to reduce Springback in defects arising in parts assembly due to Springback that result from the internal residual stress that occurs in press forming being released after product forming. Accordingly, regarding the tank cover, an excavator press-forming part, this study selected a method to reduce distortion through analysis of the Springback occurrence rate and Springback causes through a forming analysis. A forming analysis was conducted for the Springback of the tank cover. Deformations of 13.714 mm in the upper part and 6.244 mm in the inner part of the product occurred, while wrinkles occurred on the sides of the product due to uneven thickness. A forming analysis was conducted for the major shapes of the product to investigate the causes of Springback. Distortion deformation due to the bead in the center of the product was confirmed to be a large factor. A Springback reduction method of correcting uneven thickness in the product sides, a Springback reduction method of removing the bead, and a correction method of restriking after the final forming were used in a forming analysis to determine the degree of Springback reduction. For the forming method to correct uneven thickness in the sides, deformation was reduced by 12% in the upper side compared to the existing model, but deformation in the inner side increased by 1%. For the restriking forming method, deformation decreased by 25% in the upper side and 13% in the inner side. For the bead removal method, deformation decreased by 28% in the upper side and 13% in the inner side, the largest Springback correction results. This indicates that the bead has a large affect on Springback.
The novelty of this paper is the use of a simple higher order shear and normal deformation theory for bending and free vibration analysis of functionally graded material (FGM) beams on two-parameter elastic foundation. To this aim, a new shear strain shape function is considered. Moreover, the proposed theory considers a novel displacement field which includes undetermined integral terms and contains fewer unknowns with taking into account the effects of both transverse shear and thickness stretching. Different patterns of porosity distributions (including even and uneven distribution patterns, and the logarithmic-uneven pattern) are considered. In addition, the effect of different micromechanical models on the bending and free vibration response of these beams is studied. Various micromechanical models are used to evaluate the mechanical characteristics of the FG beams for which properties vary continuously across the thickness according to a simple power law. Hamilton's principle is used to derive the governing equations of motion. Navier type analytical solutions are obtained for the bending and vibration problems. Numerical results are obtained to investigate the effects of power-law index, length-to-thickness ratio, foundation parameter, the volume fraction of porosity and micromechanical models on the displacements, stresses, and frequencies.
In this paper, a new higher order shear deformation model is developed for static and free vibration analysis of functionally graded beams with considering porosities that may possibly occur inside the functionally graded materials (FGMs) during their fabrication. Different patterns of porosity distributions (including even and uneven distribution patterns, and the logarithmic-uneven pattern) are considered. In addition, the effect of different micromechanical models on the bending and free vibration response of these beams is studied. Various micromechanical models are used to evaluate the mechanical characteristics of the FG beams whose properties vary continuously across the thickness according to a simple power law. Based on the present higher-order shear deformation model, the equations of motion are derived from Hamilton's principle. Navier type solution method was used to obtain displacement, stresses and frequencies, and the numerical results are compared with those available in the literature. A comprehensive parametric study is carried out to assess the effects of volume fraction index, porosity fraction index, micromechanical models, mode numbers, and geometry on the bending and natural frequencies of imperfect FG beams.
Deformation frequently occurring in injection molded products is a phenomenon displayed due to uneven shrinkage distribution and orientation of the whole molded product. Shrinkage deformation is a very serious problem because it causes deformation of the molded article and shortens the performance of the product. In this paper, we are focusing on the warpage of keypad in mobile phone. In other words, we focused on minimizing keypad deformation. In the study, the Taguchi method was applied to find the injection molding conditions that minimize the deformation of the keypad. In the case of this keypad, the main factors influencing the shrinkage deformation were predicted as the melting temperature, coolant temperature and cooling time. In addition, the optimum molding conditions were obtained and the shrinkage strain was minimized. Experiments for the Taguchi method and verification of optimal molding conditions were performed using an injection molding analysis program.
In this research paper, and for the first time, wave propagations in sigmoidal imperfect functionally graded material plates are investigated using a simplified quasi-three-dimensionally higher shear deformation theory (Quasi-3D HSDTs). By employing an indeterminate integral for the transverse displacement in the shear components, the number of unknowns and governing equations in the current theory is reduced, thereby simplifying its application. Consequently, the present theories exhibit five fewer unknown variables compared to other Quasi-3D theories documented in the literature, eliminating the need for any correction coefficients as seen in the first shear deformation theory. The material properties of the functionally graded plates smoothly vary across the cross-section according to a sigmoid power law. The plates are considered imperfect, indicating a pore distribution throughout their thickness. The distribution of porosities is categorized into two types: even or uneven, with linear (L)-Type, exponential (E)-Type, logarithmic (Log)-Type, and Sinus (S)-Type distributions. The current quasi-3D shear deformation theories are applied to formulate governing equations for determining wave frequencies, and phase velocities are derived using Hamilton's principle. Dispersion relations are assumed as an analytical solution, and they are applied to obtain wave frequencies and phase velocities. A comprehensive parametric study is conducted to elucidate the influences of wavenumber, volume fraction, thickness ratio, and types of porosity distributions on wave propagation and phase velocities of the S-FGM plate. The findings of this investigation hold potential utility for studying and designing techniques for ultrasonic inspection and structural health monitoring.
Yunjuan Chen;Mengyue Liu;Fuqiang Yin;Lewen Zhang;Jing Wu;Jinrui Li
Geomechanics and Engineering
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v.38
no.1
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pp.1-13
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2024
The construction adit plays a pivotal role in enhancing the working face during the excavation of long-distance and deep hydraulic tunnels. However, the intersection zone between the main tunnel and the construction adit exhibits more intricate deformation patterns in surrounding rock, posing a significant threat to stability during excavation. Taking the Xianglushan tunnel in Yunnan Province, China, as a case study, the FLAC3D software is employed to simulate the excavation process at the intersection. The simulation results are verified combined with the field deformation monitoring results, and the spatial distribution of tunnel rock deformation in the intersection area are analyzed. Five excavation conditions with different intersection angles are simulated, and the surrounding rock deformation of the tunnel intersection area with different intersection angles is analyzed, and its influence range is discussed. The results show that: (1) The surrounding rock deformation in the intersection area increases rapidly during the tunnel excavation. With the increase of construction distance, the deformation of intersection area is gradually stable. (2) The deformation distribution of the tunnel rock is uneven, and the deformation of main tunnel near the intersection area is larger than that far away from the intersection area. (3) With the increase of the intersection angle, the surrounding rock deformation of the tunnel intersection and its influence range decreases gradually. The research results have certain guiding significance for the construction safety of the tunnel intersection area.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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