Anandrao, K. Sanjay;Gupta, R.K.;Ramchandran, P.;Rao, G. Venkateswara
Structural Engineering and Mechanics
/
v.44
no.3
/
pp.339-361
/
2012
Large amplitude free vibration and thermal post-buckling of shear flexible Functionally Graded Material (FGM) beams is studied using finite element formulation based on first order Timoshenko beam theory. Classical boundary conditions are considered. The ends are assumed to be axially immovable. The von-Karman type strain-displacement relations are used to account for geometric non-linearity. For all the boundary conditions considered, hardening type of non-linearity is observed. For large amplitude vibration of FGM beams, a comprehensive study has been carried out with various lengths to height ratios, maximum lateral amplitude to radius of gyration ratios, volume fraction exponents and boundary conditions. It is observed that, for FGM beams, the non-linear frequencies are dependent on the sign of the vibration amplitudes. For thermal post-buckling of FGM beams, the effect of shear flexibility on the structural response is discussed in detail for different volume fraction exponents, length to height ratios and boundary conditions. The effect of shear flexibility is observed to be predominant for clamped beam as compared to simply supported beam.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
/
v.7
no.2
/
pp.21-28
/
1987
The paper describes the analysis of large displacement problems including instability phenomena. The element used in this is a degenerated isoparametric shell element with eight nodes. Total Lagrangian formulation has been adopted in this study using Newton-Raphson iteration method with incremental load. The linear stability analyses performed usually for the initial position can be repeated at several advanced fundamental states on the non-linear buckling path. Thus a current estimate of the failure load is given. The numerical examples of a cylindrical panel under uniform load, simply supported plate under axial load, and clamped plate under uniform load are carried out. The examples applying degenerated isoparametric elements to bifurcation buckling and nonlinear collapse problems are also performed.
The objective of this present work is to estimate the failure loads, associated maximum transverse displacements, locations and the modes of failure, including the onset of delamination, of thin, square symmetric laminates under the action in-plane positive (+ve) shear load. Two progressive failure analyses, one using the Hashin criterion and the other using a Tensor polynomial criterion, are used in conjunction with finite element method. First order shear deformation theory along with geometric non-linearity in the von Karman sense have been employed. Variation of failure loads and failure characteristics with five type of lay-ups and three types of boundary conditions has been investigated in detail. It is observed that the maximum difference between failure loads predieted by various criteria depends strongly on the laminate lay-up and the flexural boundary restraint. Laminates with clamped edges are found to be more susceptible to failure due to transverse shear (ensuing from the out of plane bending) and delamination, while those with simply supported edges undergo total collapse at a load slightly higher than the fiber failure load. The investigation on negative (-ve) in-plane shear load is in progress and will be communicated as part-II of the present work.
Numerical solution to linear bending analysis of circular plates is obtained by the method of harmonic differential quadrature (HDQ). In the method of differential quadrature (DQ), partial space derivatives of a function appearing in a differential equation are approximated by means of a polynomial expressed as the weighted linear sum of the function values at a preselected grid of discrete points. The method of HDQ that was used in the paper proposes a very simple algebraic formula to determine the weighting coefficients required by differential quadrature approximation without restricting the choice of mesh grids. Applying this concept to the governing differential equation of circular plate gives a set of linear simultaneous equations. Bending moments, stresses values in radial and tangential directions and vertical deflections are found for two different types of load. In the present study, the axisymmetric bending behavior is considered. Both the clamped and the simply supported edges are considered as boundary conditions. The obtained results are compared with existing solutions available from analytical and other numerical results such as finite elements and finite differences methods. A comparison between the HDQ results and the finite difference solutions for one example plate problem is also made. The method presented gives accurate results and is computationally efficient.
The purpose of this paper is to study shear locking-free parametric earthquake analysis of thick and thin plates using Mindlin's theory, to determine the effects of the thickness/span ratio, the aspect ratio and the boundary conditions on the linear responses of thick and thin plates subjected to earthquake excitations. In the analysis, finite element method is used for spatial integration and the Newmark-${\beta}$ method is used for the time integration. Finite element formulation of the equations of the thick plate theory is derived by using higher order displacement shape functions. A computer program using finite element method is coded in C++ to analyze the plates clamped or simply supported along all four edges. In the analysis, 17-noded finite element is used. Graphs are presented that should help engineers in the design of thick plates subjected to earthquake excitations. It is concluded that 17-noded finite element can be effectively used in the earthquake analysis of thick and thin plates. It is also concluded that, in general, the changes in the thickness/span ratio are more effective on the maximum responses considered in this study than the changes in the aspect ratio.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
/
2004.11a
/
pp.928-933
/
2004
The vibration characteristic is a primary design factor. The cylindrical shells are used as a primary components of complex structure. also, The cylindrical shells have oblique angle. In this study, The vibrational characteristics of steel and plain wave GFRP cylindrical shell with an oblique end are given by experimental and finite element method. To be find characteristic of the oblique end, the mass of the cylindrical shell is maintained. Natural frequency and mode shapes of isotropic and plain weave composite shells are obtained by modal test. The results are compared with those of the finite element method. The simply supported boundary conditions with bolts along the circumferential direction of the GFRP shell are well achieved. Also, The clamped boundary conditions is applied to the steel specimen. Those are shown to agree well with the analytical results and finite element analysis results.
The purpose of this paper is to study shear locking-free analysis of thick plates using Mindlin's theory and to determine the effects of the thickness/span ratio, the aspect ratio and the boundary conditions on the linear responses of thick plates subjected to uniformly distributed loads. Finite element formulation of the equations of the thick plate theory is derived by using higher order displacement shape functions. A computer program using finite element method is coded in C++ to analyze the plates clamped or simply supported along all four edges. In the analysis, 8- and 17-noded quadrilateral finite elements are used. Graphs and tables are presented that should help engineers in the design of thick plates. It is concluded that 17-noded finite element converges to exact results much faster than 8-noded finite element, and that it is better to use 17-noded finite element for shear-locking free analysis of plates. It is also concluded, in general, that the maximum displacement and bending moment increase with increasing aspect ratio, and that the results obtained in this study are better than the results given in the literature.
The present study investigates the employing of piezoelectric patches in active control of a sandwich plate. Indeed, the active control and optimal patch distribution on this structure are presented together. A sandwich plate with honeycomb core and composite reinforced by carbon nanotubes in facesheet layers is considered so that the optimum position of actuator/sensor patches pair is guaranteed to suppress the vibration of sandwich structures. The sandwich panel consists of a search space which is a square of 200 × 200 mm with a numerous number of candidates for the optimum position. Also, different dimension of square and rectangular plates to obtain the optimal placement of piezoelectric actuator/senor patches pair is considered. Based on genetic algorithm and LQR, the optimum position of patches and fitness function is determined, respectively. The present study reveals that the efficiency and performance of LQR control is affected by the optimal placement of the actuator/sensor patches pair to a large extent. It is also shown that an intelligent selection of the parent, repeated genes filtering, and 80% crossover and 20% mutation would increase the convergence of the algorithm. It is noted that a fitness function is achieved by collection actuator/sensor patches pair cost functions in the same position (controllability). It is worth mentioning that the study of the optimal location of actuator/sensor patches pair is carried out for different boundary conditions of a sandwich plate such as simply supported and clamped boundary conditions.
Khaled, Alhaifi;Ahmad Reza, Khorshidvand;Murtadha M., Al-Masoudy;Ehsan, Arshid;Seyed Hossein, Madani
Structural Engineering and Mechanics
/
v.85
no.3
/
pp.419-432
/
2023
This paper studies the effects of porosity distributions on buckling and post-buckling behaviors of a functionally graded saturated porous (FGSP) circular plate. The plate is under the uniformly distributed radial loading and simply supported and clamped boundary conditions. Pores are saturated with compressible fluid (e.g., gases) that cannot escape from the porous solid. Elastic modulus is assumed to vary continuously through the thickness according to three different functions corresponding to three different cases of porosity distributions, including monotonous, symmetric, and asymmetric cases. Governing equations are derived utilizing the classical plate theory and Sanders nonlinear strain-displacement relations, and they are solved numerically via shooting method. Results are verified with the known results in the literature. The obtained results for the monotonous and symmetric cases with the asymmetric case presented in the literature are shown in comparative figures. Effects of the poroelastic material parameters, boundary conditions, and thickness change on the post-buckling behavior of the plate are discussed in details. The results reveal that buckling and post-buckling behaviors of the plate in the monotonous and symmetric cases differ from the asymmetric case, especially in small deflections, that asymmetric distribution of elastic moduli can be the cause.
Abdelbaki, Bassem M.;Ahmed, Mohamed E. Sayed;Al Kaisy, Ahmed M.
Coupled systems mechanics
/
v.11
no.4
/
pp.357-371
/
2022
This paper presents a parametric study on the free vibration analysis of a functionally graded material (FGM) circular plate with non-uniform thickness resting on a variable Pasternak elastic foundation. The mechanical properties of the material vary in the transverse direction through the thickness of the plate according to the power-law distribution to represent the constituent components. The equation of motion of the circular plate has been carried out based on the classical plate theory (CPT), and the differential quadrature method (DQM) is employed to solve the governing equations as a semi-analytical method. The grid points are chosen based on Chebyshev-Gauss-Lobatto distribution to achieve acceptable convergence and better accuracy. The influence of geometric parameters, variable elastic foundation, and functionally graded variation for clamped and simply supported boundary conditions on the first three natural frequencies are investigated. Comparisons of results with similar studies in the literature have been presented and two-dimensional mode shapes for particular plates have been plotted to illustrate the effect of variable thickness profile.
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.