Creating different cutout shapes in order to make doors and windows, reduce the structural weight or implement various mechanisms increases the likelihood of buckling in thin-walled structures. In this study, the effect of cutout shape and geometric imperfection (GI) is simultaneously investigated on the critical buckling load and knock-down factor (KDF) of composite cylindrical shells. The GI is modeled using single perturbation load approach (SPLA). First, in order to assess the finite element model, the critical buckling load of a composite shell without cutout obtained by SPLA is compared with the experimental results available in the literature. Then, the effect of different shapes of cutout such as circular, elliptic and square, and perturbation load imperfection (PLI) is investigated on the buckling behavior of cylindrical shells. Results show that the critical buckling load of a shell without cutout decreases by increasing the PLI, whereas increasing the PLI does not have a great impact on the critical buckling load in the presence of cutout imperfection. Increasing the cutout area reduces the effect of the PLI, which results in an increase in the KDF.
Taj, Muhammad;Hussain, Muzamal;Afsar, Muhammad A.;Safeer, Muhammad;Ahmad, Manzoor;Naeem, Muhammad N.;Badshah, Noor;Khan, Arshad;Tounsi, Abdelouahed
Advances in concrete construction
/
제9권5호
/
pp.491-501
/
2020
Microtubules buckle under bending and torsion and this property has been studied for free microtubules before using orthotropic elastic shell model. But as microtubules are embedded in other elastic filaments and it is experimentally showed that these elastic filaments affect the critical buckling moment and critical buckling torque of the microtubules. To prove that, we developed orthotropic Winkler like model and demonstrated that the critical buckling moment and critical buckling torque of the microtubules are orders of higher magnitude than those found for free microtubules. Our results show that Critical buckling moment is about 6.04 nNnm for which the corresponding curvature is about θ = 1.33 rad /㎛ for embedded MTs, and critical buckling torque is 0.9 nNnm for the angle of 1.33 rad/㎛. Our results well proved the experimental findings.
This study presents critical buckling load optimization of the axially graded layered uniform columns. In the first place, characteristic equations for the critical buckling loads for all boundary conditions are obtained using the transfer matrix method. Then, for each case, square of this equation is taken as a fitness function together with constraints. Due to explicitly unavailable objective function for the critical buckling loads as a function of segment length and volume fraction of the materials, especially for the column structures with higher segment numbers, initially, prescribed value is assumed for it and then the design variables satisfying constraints are searched using Differential Evolution (DE) optimization method coupled with eigen-value routine. For constraint handling, Exterior Penalty Function formulation is adapted to the optimization cycle. Different boundary conditions are considered. The results reveal that maximum increments in the critical buckling loads are attained about 20% for cantilevered and pinned-pinned end conditions and 18% for clamped-clamped case. Finally, the strongest column structure configurations will be determined. The scientific and statistical results confirmed efficiency, reliability and robustness of the Differential Evolution optimization method and it can be used in the similar problems which especially include transcendental functions.
In this paper we deal with stability problems of any complex structure that can be modeled by beam and shell finite elements. We use for illustration the steel plate girders, which are used in bridge construction, and in industrial halls or building construction. Long spans, slender cross sections exposed to heavy loads, are all critical design points engineers must take into account. Knowing the critical load that will cause lateral torsional buckling of the girder, or load that can lead to web buckling, as an important scenario to consider in a design process.Many of such problem, including lateral torsional buckling with influence of lateral supports and their spacing on critical load can be solved by the proposed method. An illustrative study of web buckling also includes effects of position and spacing of transverse and longitudinal web stiffeners, where stiffeners can be modelled optionally using shell or frame elements.
This paper presents critical buckling loads of laminated composites under cylindrical bending. In-plane displacements are assumed to vary exponentially through plate thickness. The accuracy of this theory is examined for symmetric/antisymmetric cross-ply, angle-ply and unsymmetric laminates under cylindrical bending. Analytical solutions are provided to investigate the effect of transverse shear deformation on critical buckling loads of the laminated plates, and the results are compared with those obtained from the first-order shear deformation plate theory and the classical laminated plate theory.
This paper focuses on an analytical research on the critical buckling load of cylindrical shells with stepwise variable wall thickness under axial compression. An arctan function is established to describe the thickness variation along the axial direction of this kind of cylindrical shells accurately. By using the methods of separation of variables, small parameter perturbation and Fourier series expansion, analytical formulas of the critical buckling load of cylindrical shells with arbitrary axisymmetric thickness variation under axial compression are derived. The analysis is based on the thin shell theory. Analytic results show that the critical buckling load of the uniform shell with constant thickness obtained from this paper is identical with the classical solution. Two important cases of thickness variation pattern are also investigated with these analytical formulas and the results coincide well with those obtained from other authors. The cylindrical shells with stepwise variable wall thickness, which are widely used in actual engineering, are studied by this method and the analytical formulas of critical buckling load under axial compression are obtained. Furthermore, an example is presented to illustrate the effects of each strake's length and thickness on the critical buckling load.
Intermediate filaments are the mechanical ropes for both cytoskeleton and nucleoskeleton of the cell which provide tensile force to these skeletons. In providing the mechanical support to the cell, they are likely to buckle. We used conventional Euler buckling model to find the critical buckling force under different boundary conditions which they assume during different functions. However, there are many experimental and theoretical studies about other cytoskeleton components which demonstrate that due to mechanical coupling with the surrounding surface, the critical buckling force increases considerably. Motivated with these results, we also investigated the influence of surface effects on the critical buckling force of intermediate filaments. The surface effects become profound because of increasing ratio of surface area of intermediate filaments to bulk at nano-scale. The model has been solved analytically to obtain relations for the critical forces for the buckling of intermediate filaments without and with surface effects. We found that critical buckling force with surface effects increases to a large extent due to mechanical coupling of intermediate filaments with the surrounding surface. Our study may be useful to develop a unified experimental protocol to characterize the physical properties of Intermediate filaments and may be helpful in understanding many biological phenomenon involving intermediate filaments.
A dynamic elastic local buckling analysis is presented for a pile subjected to an axial impact load. The pile is assumed to be geometrically perfect. The interactions between the pile and the surrounding soil are taken into account. The interactions include the normal pressure and skin friction on the surface of the pile due to the resistance of the soil. The analysis also includes the influence of the propagation of stress waves through the length of the pile to the distance at which buckling is initiated and the mass of the pile. A perturbation technique is used to determine the critical buckling length and the associated critical time. As a special case, the explicit expression for the buckling length of a pile is obtained without considering soil resistance and compared with the one obtained for a column by means of an alternative method. Numerical results obtained show good agreement with the experimental results. The effects of the normal pressure and the skin friction due to the surrounding soil, self-weight, stiffness and geometric dimension of the cross section on the critical buckling length are discussed. The sudden change of buckling modes is further considered to show the 'snap-through' phenomenon occurring as a result of stress wave propagation.
This study investigated characteristics of buckling load and effective buckling length by member rigidity of dome-typed space frame which was sensitive to initial conditions. A critical point and a buckling load were computed by analyzing the eigenvalues and determinants of the tangential stiffness matrix. The hexagonal pyramid model and star dome were selected for the case study in order to examine the nodal buckling and member buckling in accordance with member rigidity. From the numerical results, an effective buckling length factor of adopted models was bigger than that of Euler buckling for the case of fixed boundary. These numerical models indicated that the influence of nodal buckling was greater than that of member buckling as member rigidity was higher. Besides, there was a tendency that the bifurcation appeared on the equilibrium path before limit point in the member buckling model.
In the present study, according to the important of porosity in low specific weight in comparison of high stiffness of carbon nanotubes reinforced composite, buckling and free vibration analysis of sandwich composite beam in two configurations, of laminates using differential quadrature method (DQM) is studied. Also, the effects of porosity coefficient and three types of porosity distribution on critical buckling load and natural frequency are discussed. It is shown the buckling loads and natural frequencies of laminate 1 are significantly larger than the results of laminate 2. When configuration 2 (the core is made of FRC) and laminate 1 ([0/90/0/45/90]s) are used, the first natural frequency rises noticeably. It is also demonstrated that the influence of the core height in the case of lower carbon volume fractions is negligible. Even though, when volume fraction of fiber increases, the critical buckling load enhances smoothly. It should be noticed the amount of decline has inverse relationship with the beam aspect ratio. Investigating three porosity patterns, beam with the distribution of porosity Type 2 has the maximum critical buckling load and first natural frequency. Among three elastic foundations (constant, linear and parabolic), buckling load and natural frequency in linear variation has the least amount. For all kind of elastic foundations, when the porosity coefficient increases, critical buckling load and natural frequency decline significantly.
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.