Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.19
no.2
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pp.117-124
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2011
Valve springs with non-circular cross-section are widely used in automotive engines. Because of the reduced height, the oval cross-section provides some merits in its install height and stress distribution. This paper introduces a new method to generate optimal shape of the non-circular cross-section. For given width and height, arbitrary shape of the cross-section are described using the Hermite spline curves. Cross-section area and maximum stress level are chosen as performance indices, and nonlinear optimization problems are formulated with inequality constraints. Compared to a production spring wire, cross-section area can be reduced about 2.4 [%] without increasing maximum stress level. In addition, the other approach gives an optimum cross-section which reduces maximum stress level of 2.0 [%] without increasing cross-section area.
In this study, the problem of torsion of bars with open cross section surrounded by corrugated boundaries is analyzed. An approximate analytical solution is given using perturbation technique. First, the stress analysis for circular open cross-section for arbitrary opening angle is formulated and the problem is analytically solved. Second, the open cross-section with corrugated cross section is analyzed using perturbation method. First order contributions to the stresses and the torques have been added. The results have been exemplified and compared by considering special examples.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2007.05a
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pp.71-74
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2007
Substitution of the stacked antenna for the normally pressed antenna in the mobile phone was tried for the purpose of decreasing its size. However, reduced size resulted in the difficulties obtaining the targeted characteristics with the bandwidth over 70MHz. The cross-section of the vias in the low temperature co-firing ceramics process was studied to find out effects on the bandwidth characteristics. Circular and rectangular cross-section of the via beneath different types of antenna patterns were simulated. Better bandwidth characteristics were acquired for the larger diameter of the circular section and for the rectangular section as the cross-section area increased. From the viewpoint of the shape of the cross-section, rectangular area showed better characteristics than the circular area with the same longest length in the cross-section.
Son, Eun Jong;Ahn, Jae Sang;Yoon, Hye Jun;Shin, Hee Young
Textile Coloration and Finishing
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v.34
no.4
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pp.272-283
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2022
In this study, the flat-section monofilaments of PBT for artificial eyelashes was developed, and the physical properties of the circular cross-section of artificial eyelashes were compared and observed, and the main performance of the artificial eyelash prototype was observed through processing for artificial eyelashes. In addition, a satisfaction survey of the prototype was conducted through a survey of consumers and artificial eyelash operators. It was found that the bending stiffness value of the monofilaments increased significantly as the thickness increased. As a result of measuring the bending properties of the flat-section PBT monofilaments, the bending stiffness was significantly lower than that of the circular-section PBT specimens of the same thickness. The deformed cross-section PBT monofilaments with flat cross sections developed in this study showed a light weight factor of less than 50% compared to the existing circular cross-section PBT ones. The adhesive strength of the developed PBT artificial specimens was greater than that of the existing circular cross-section yarn. It was also observed that the curl stability over time was excellent. As a result of the consumer survey, it was possible to obtain more than 85% of positive answers in the case of consumer subjects, and it was possible to investigate that the satisfaction of the operator subjects was more than 80% compared to the existing round-section eyelashes.
In order to predict the post-cracking tensile behavior of fiber reinforced concrete, it is necessary to evaluate the fiber orientation factor which indicates the number of fibers bridging a crack. For investigation of fiber orientation factor on a circular cross-section, in this paper, cylindrical steel fiber reinforced concrete specimens were casted with the variables of concrete compressive strength, circular cross-section size, fiber type, and fiber volumetric ratio. The specimens were cut perpendicularly to the casting direction so that the fiber orientation factor could be evaluated through counting the number of fibers on the circular cross-section. From the test results, it was investigated that the fiber orientation factor on a circular cross-section was lower than 0.5 generally adopted, as fibers tended to be perpendicular to the casting direction. In addition, it was observed that the fiber orientation factor decreased with an increase of the number of fibers per unit cross-section area. For rational prediction of the fiber orientation factor on a circular section, a rigorous model and a simplified equation were derived through taking account of a possible fiber inclination angle considering the circular boundary surface. From the comparison of the measured data and the predicted values, it was found that the fiber orientation factor was well predicted by the proposed model. The test results and the proposed model can be useful for researches on structural behavior of steel fiber reinforced columns with a circular cross-section.
Shin, Young Jae;Kwon, Kyung Mun;Yun, Jong Hak;Yoo, Yeong Chan;Lee, Ju Hyung
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.16
no.1
s.68
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pp.81-89
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2004
The vibration analysis of the circular arch as a member of a structure has been an important subject of mechanics due to its various applications to many industrial fields. In particular, circular arches with variable cross section are widely used to optimize the distribution of weight and strength and to satisfy special architectural and functional requirements. The Generalized Differential Quadrature Method (GDQM) and Differential Transformation Method (DTM) were recently proposed by Shu and Zou, respectively. In this study, GDQM and DTM were applied to the vibration analysis of circular arches with variable cross section. The governing equations of motion for circular arches with variable cross section were derived. The concepts of Differential Transformation and Generalized Differential Quadrature were briefly introduced. The non-dimensionless natural frequencies of circular arches with variable cross section were obtained for various boundary conditions. The results obtained using these methods were compared with those of previous works. GDQM and DTM showed fast convergence, accuracy, efficiency, and validity in solving the vibration problem of circular arches with variable cross section.
The differential equations governing free, in-plane vibrations of linearly elastic circular arches with variable cross-sections are derived and solve numerically for quadratic arches with three types of rectangular cross sections. Frequencies, mode shapes, cross-sectional load distributions, and the effects of rotatory inertia on frequencies are reported. Experimental measurements of frequencies and their corresponding mode shapes agree closely with those predicted by theory. The numerical methods presented here for computing frequencies and mode shapes are efficient and reliable.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.16
no.10
s.115
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pp.1024-1035
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2006
A three-dimensional (3-D) method of analysis is presented for determining the free vibration frequencies and mode shapes of thick, complete (circumferentially closed), circular rings with an elliptical or circular cross-section. Displacement components $u_r,\;u_\theta\;and\;u_z$ in the radial, circumferential, and axial directions, respectively, are taken to be periodic in ${\theta}$ and in time, and algebraic polynomials in the r and z directions. Potential (strain) and kinetic energies of the circular rings are formulated, and upper bound values of the frequencies are obtained by minimizing the frequencies. As the degree of the polynomials is increased, frequencies converge to the exact values. Convergence to four-digit exactitude is demonstrated for the first five frequencies of the rings. Novel numerical results are presented for the circular rings having an elliptical cross-section based upon 3-D theory. Comparisons are also made between the frequencies from the present 3-D Ritz method and ones obtained from thin and thick ring theories, experiments, and another 3-D method.
These days the circular cross section cofferdam has been frequently used for the earth retaining structures or cut off wall such as ventilating opening, intake tower in cofferdam, shaft for emergency. By the arching effect, the circular cross section type cofferdam has more advantage than a polygon cofferdam in terms of the structural forces and moment. This paper shows the proper approach to analyze the circular cross section cofferdam using 2D Finite Element Method (FEM) for the circular stiffener (ring beam) evaluation. Besides, the various shapes of cofferdam indluding circular cross section have modeled the 3D Finite Element Mothod (FEM). The circular cross section cofferdam shows the minimum reaction force compared with the other shapes of cofferdam.
A structural optimization process is presented for arches with varying cross-section. The optimality criteria method is used to develop a recursive relationship for the design variables considering displacement, stresses and minimum depth constraints. The depth at the crown and at the support are taken as design variables first. Then the approach is extended by taking the depth values of each joint as design variable. The curved beam element of constant cross section is used to model the parabolic and circular arches with varying cross section. A number of design examples are presented to demonstrate the application of the method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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