• Coupled systems mechanics
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• 제10권2호
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• pp.123-142
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• 2021

The paper deals with the study of the dispersion of quasi-Lamb waves in a hydro-elastic system consisting of an elastic plate, barotropic compressible inviscid fluid, and rigid wall. The motion of the plate is described using the exact equations of elastodynamics, however, the flow of the fluid using the linearized equations and relations of the Navier-Stokes equations. The corresponding dispersion equation is obtained and this equation is solved numerically, as a result of which the corresponding dispersion curves are constructed. The main attention is focused on the effect of the presence of the fluid and the effect of the fluid layer thickness (i.e., the fluid depth) on the dispersion curves. The influence of the problem parameters on the dispersion curves related to the quasi-Scholte wave is also considered. As a result of the analyses of the numerical results, concrete conclusions are made about the influence of the fluid depth, the rigid wall restriction on the fluid motion, and the material properties of the constituents on the dispersion curves. During the analyses, the zeroth and the first four modes of the propagating waves are considered.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권1호
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• pp.1-18
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• 2020

Present research is aimed to investigate the free vibration behavior of functionally graded (FG) nanocomposite conical panel reinforced by graphene platelets (GPLs) on the elastic foundation. Winkler-Pasternak elastic foundation surrounds the mentioned shell. For each ply, graphaene platelets are randomly oriented and uniformly dispersed in an isotropic matrix. It is assumed that the Volume fraction of GPLs reainforcement could be different from layer to layer according to a functionally graded pattern. The effective elastic modulus of the conical panel is estimated according to the modified Halpin-Tsai rule in this manuscript. Cone is modeled based on the first order shear deformation theory (FSDT). Hamilton's principle and generalized differential quadrature (GDQ) approach are also used to derive and discrete the equations of motion. Some evaluations are provided to compare the natural frequencies between current study and some experimental and theoretical investigations. After validation of the accuracy of the present formulation and method, natural frequencies and the corresponding mode shapes of FG-GPLRC conical panel are developed for different parameters such as boundary conditions, GPLs volume fraction, types of functionally graded and elastic foundation coefficients.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권2호
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• pp.183-191
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• 2009

탄성파 수치 모형 계산에 있어서 널리 사용되는 엇갈린 격자 방법이 아니라 회전된 엇갈린 격자 방법을 사용하여 탄성파 수치 모사를 수행하였다. 표준 엇갈린 격자 방법에서는 특별한 자유 경계조건을 적용하여야 하는 단점이 있지만 회전된 격자 방법에서는 물성으로 진공 또는 공기층을 부여함으로써 자유 경계조건을 실현가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 파동전파에 있어서 유한 경계 조건에서 발생하는 인공 반사파를 제거하기 위해 PML (Perfectly Matched Layer)의 파동식 분해라는 단점을 극복할 수 있고 좋은 성능을 보이는 CPML (Convolutional Perfectly Matched Layer)법을 회전된 엇갈린 격자법(RSG: Rotatged Staggered Grid)에 적용하였다. 회전된 격자 유한 차분법에서 CPML의 고주파수 흡수 특성과 에너지 흡수율 조사, Cerjan법의 감쇠를 비교한 결과 흡수경계조건으로 좋은 성능을 확인하였다. 유체와 고체의 모형에 대한 경계에 대하여서도 매우 효과적으로 경계면에서 발생하는 반사파를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권9호
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• pp.2252-2263
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• 1993

The purpose of this study is to verify the vibration and damping characteristics of elastic-viscoelastic-elastic structures, theoretically and experimentally. The forth-order differential equations of motion are derived for the transverse vibration of three-layered plates with viscoelastic core layer. The equations consider both transverse displacements of the constraining layer and the bare base plate as variable and account for the effect of the transverse normal strain and the shear strain of viscoelastic core layer on the vibration of the plates. Finite difference analysis of the equations and experimental measurements are performed on the three-layered plates of completely free boundary condition. Comparative investigations on the theory and the results of direct frequency analysis of NASTRAN are carried out on the same structures.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6D호
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• pp.951-960
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• 2006

본 연구에서는 실제 주행차량의 수평하중이 다양한 층 경계면 마찰계수 상태의 포장구조체에 미치는 영향을 고찰하기 위해 수평하중을 고려한 포장구조해석 모델링을 구축하였다. 기존 해석프로그램의 경계층 평가분석을 고찰하기 위하여 기존 다층탄성해석프로그램인 KENLAYER와 구축된 모델링을 이용한 상용 유한요소해석프로그램 ABAQUS 로부터 연직하중과 수평하중이 작용하는 경우 및 하중조합의 경우 포장체 거동을 비교분석하였다. 또한 각각의 하중상태하에서 경계층 상태에 따른 포장구조체의 공용성을 평가한 후, 연직하중과 수평하중이 동시에 가해지는 포장구조체의 경계면 상태에 따른 영향계수의 데이터베이스를 구축하였다. 기존의 주행차량의 연직하중만을 고려한 경우와 실제 주행차량의 수평하중과 연직 하중을 고려한 경우 포장구조체에 미치는 영향을 분석한 결과, 수평하중의 작용으로 인해 공용수명이 약 1/300로 감소하므로, 포장구조해석시 주행차량의 수평하중을 고려한 층 경계면 영향계수 개발이 필요함을 알 수 있었다. 또한 국내 고속도로의 대표단면을 이용하여 수치해석을 실시한 결과, 아스팔트층의 두께가 얇을수록, 또한 아스팔트층의 탄성계수가 작을수록 경계면 상태에 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 포장구조해석시 주행차량의 수평하중을 고려하기 위하여 포장구조체 공용수명에 영향을 미치는 아스팔트층의 두께, 탄성계수, 그리고 경계면 조건으로부터 아스팔트층 하부의 인장변형률을 결정하는 인장변형률 예측식을 제안하였고, 공용중인 포장구조체의 두께와 탄성계수를 이용하여 인장변형률 예측식을 해석적으로 검증하였다. 또한 제안된 예측식을 이용하여 아스팔트층과 보조기층 사이의 접합여부에 따른 인장변형률 영향계수를 개발하였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권2호
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• pp.174-183
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• 2022

본 논문에서는 내부 유체를 갖는 수중에 몰수된 탄성 쉘이 기포층으로 둘러싸여 있을 때의 음향 방사를 모드 이론을 이용해 연구했다. 전 방향성의 점음원이 내부 유체의 중심에 위치해 있고 음향 소음원으로서 사용되었다. 모드 해의 미지수는 매질 사이의 경계조건으로부터 계산된다. 넓은 주파수 대역에서 모드 해의 안정성을 유지하기 위해, 모드 해의 규격 기법이 사용되었다. 기포 층은 Commander와 Prosperetti의 유효 매질 이론에 기반하여, 단일 모드 분포, 균일 분포, 정규 분포, 멱함수 분포를 이용해 각각 모의되었다. 각각의 기포 분포에 대해 삽입손실이 주파수에 대해 계산되었다. 추가적으로 공극비, 탄성 쉘의 매질 특성, 탄성 쉘과 기포층의 간극의 영향에 대한 수치해석을 수행했다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1244-1254
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• 1992

본 연구에서는 탄성, 점탄성 및 탄성박판으로 이루어진 복합적층구조물의 진 동특성을 해석함에 있어서 모재 및 구속재의 길이방향변위, 회전관성 그리고 전단변형 의 영향과 접착제의 법선 및 전단변형의 영향을 고려한 계의 운동방정식을 연립 1계 미분방정식의 형태로 유도하고 수치계산 결과를 실험과 비교하였다. 그리고 구속재 와 접착제의 두께변화에 따라서 접착제의 법선 및 전단변형이 계의 감쇠특성에 미치는 영향을 고찰하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권1호
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• pp.91-104
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• 2016

In this paper we investigate the existence of SH-waves in fiber-reinforced layer placed over a heterogeneous elastic half-space. The heterogeneity of the elastic half-space is caused by the exponential variations of density and rigidity. As a special case when both the layers are homogeneous, our derived equation is in agreement with the general equation of Love wave. Numerically, it is observed that the velocity of SH-waves decreases with the increase of heterogeneity and reinforced parameters. The dimensionless phase velocity of SH-waves increases with the decreases of dimensionless wave number and shown through figures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권3호
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• pp.331-344
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• 2003

The plane contact problem for two infinite elastic layers whose elastic constants and heights are different is considered. The layers lying on a Winkler foundation are acted upon by symmetrical distributed loads whose lengths are 2a applied to the upper layer and uniform vertical body forces due to the effect of gravity in the layers. It is assumed that the contact between two elastic layers is frictionless and that only compressive normal tractions can be transmitted through the interface. The contact along the interface will be continuous if the value of the load factor, ${\lambda}$, is less than a critical value. However, interface separation takes place if it exceeds this critical value. First, the problem of continuous contact is solved and the value of the critical load factor, ${\lambda}_{cr}$, is determined. Then, the discontinuous contact problem is formulated in terms of a singular integral equation. Numerical solutions for contact stress distribution, the size of the separation areas, critical load factor and separation distance, and vertical displacement in the separation zone are given for various dimensionless quantities and distributed loads.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권2호
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• pp.347-378
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• 2016

Within the scope of the plane-strain state, by utilizing the three-dimensional linearized theory of elastic waves in initially stressed piezoelectric and elastic materials, Lamb wave propagation and the influence of the initial stresses on this propagation in a sandwich plate with pre-stressed piezoelectric face and pre-stressed metal elastic core layers are investigated. Dispersion equations are derived for the extensional and flexural Lamb waves and, as a result of numerical solution to these equations, the corresponding dispersion curves for the first (fundamental) and second modes are constructed. Concrete numerical results are obtained for the cases where the face layers' materials are PZT-2 or PZT-6B, but the material of the middle layer is Steel (St) or Aluminum (Al). Sandwich plates PZT-2/St/PZT-2, PZT-2/Al/PZT-2, PZT-6B/St/PZT-6B and PZT-6B/Al/PZT-6B are examined and the influence of the problem parameters such as piezoelectric and dielectric constants, layer thickness ratios and third order elastic constants of the St and Al on the effects of the initial stresses on the wave propagation velocity is studied.