Integral cryptanalysis, which is based on the existence of (higher-order) integral distinguishers, is a powerful cryptographic method that can be used to evaluate the security of modern block ciphers. In this paper, we focus on substitution-permutation network (SPN) ciphers and propose a criterion to characterize how an r-round integral distinguisher can be extended to an (r+1)-round higher-order integral distinguisher. This criterion, which builds a link between integrals and higher-order integrals of SPN ciphers, is in fact based on the theory of direct decomposition of a linear space defined by the linear mapping of the cipher. It can be directly utilized to unify the procedure for finding 4-round higher-order integral distinguishers of AES and ARIA and can be further extended to analyze higher-order integral distinguishers of various block cipher structures. We hope that the criterion presented in this paper will benefit the cryptanalysts and may thus lead to better cryptanalytic results.
This study examines the wave propagation of the functionally graded polymer composite (FG-PC) nanoplates reinforced with graphene nanoplatelets (GNPs) resting on elastic foundations in the framework of the nonlocal strain gradient theory incorporating both stiffness hardening and softening mechanisms of nanostructures. To this end, the material properties are based on the Halpin-Tsai model, and the expressions for the classical and higher-order stresses and strains are consistently derived employing the second-order shear deformation theory. The equations of motion are then consistently derived using Hamilton's principle of variation. These governing equations are solved with the help of Trial function method. Extensive numerical discussions are conducted for wave propagation of the nanoplates and the influences of different parameters, such as the nonlocal parameter, strain gradient parameter, weight fraction of GNPs, uniform and non-uniform distributions of GNPs, elastic foundation parameters as well as wave number.
Mirjavadi, Seyed Sajad;Forsat, Masoud;Barati, Mohammad Reza;Hamouda, A.M.S.
Steel and Composite Structures
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v.35
no.4
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pp.567-578
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2020
Based on third-order shear deformation shell theory, the present paper investigates post-buckling properties of eccentrically stiffened metal foam curved shells/panels having initial geometric imperfectness. Metal foam is considered as porous material with uniform and non-uniform models. The single-curve porous shell is subjected to in-plane compressive loads leading to post-critical stability in nonlinear regime. Via an analytical trend and employing Airy stress function, the nonlinear governing equations have been solved for calculating the post-buckling loads of stiffened geometrically imperfect metal foam curved shell. New findings display the emphasis of porosity distributions, geometrical imperfectness, foundation factors, stiffeners and geometrical parameters on post-buckling properties of porous curved shells/panels.
This study presents a 4 node, 11 DOF/node plate element based on higher order shear deformation theory for lamina composite plates. The theory accounts for parabolic distribution of the transverse shear strain through the thickness of the plate. Differential field equations of composite plates are obtained from energy methods using virtual work principle. Differential field equations of composite plates are obtained from energy methods using virtual work principle. These equations were transformed into the operator form and then transformed into functions with geometric and dynamic boundary conditions with the help of the Gâteaux differential method, after determining that they provide the potential condition. Boundary conditions were determined by performing variational operations. By using the mixed finite element method, plate element named HOPLT44 was developed. After coding in FORTRAN computer program, finite element matrices were transformed into system matrices and various analyzes were performed. The current results are verified with those results obtained in the previous work and the new results are presented in tables and graphs.
This paper proposes a new nonlocal higher-order hyperbolic shear deformation beam theory (HSBT) for the static bending and vibration of nanoscale-beams. Eringen's nonlocal elasticity theory is incorporated, in order to capture small size effects. In the present model, the transverse shear stresses account for a hyperbolic distribution and satisfy the free-traction boundary conditions on the upper and bottom surfaces of the nanobeams without using shear correction factor. Employing Hamilton's principle, the nonlocal equations of motion are derived. The governing equations are solved analytically for the edges of the beam are simply supported, and the obtained results are compared, as possible, with the available solutions found in the literature. Furthermore, the influences of nonlocal coefficient, slenderness ratio on the static bending and dynamic responses of the nanobeam are examined.
An equivalent single-layer theory (EST) is put forward for analyzing free vibrations of steel-concrete composite beams (SCCB) based on a higher-order beam theory. In the EST, the effect of partial interaction between sub-beams and the transverse shear deformation are taken into account. After using the interlaminar shear force continuity condition and the shear stress free conditions at the top and bottom surface, the displacement function of the EST does not contain the first derivatives of transverse displacement. Therefore, the C0 interpolation functions are just demanded during its finite element implementation. Finally, the EST is validated by comparing the results of two simply-supported steel-concrete composite beams which are tested in laboratory and calculated by ANSYS software. Then, the influencing factors for free vibrations of SCCB are analyzed, such as, different boundary conditions, depth to span ratio, high-order shear terms, and interfacial shear connector stiffness.
This paper presents an analytical study of wave propagation in simply supported graduated functional plates resting on a two-parameter elastic foundation (Pasternak model) using a new theory of high order shear strain. Unlike other higher order theories, the number of unknowns and governing equations of the present theory is only four unknown displacement functions, which is even lower than the theory of first order shear deformation (FSDT). Unlike other elements, the present work includes a new field of motion, which introduces indeterminate integral variables. The properties of the materials are assumed to be ordered in the thickness direction according to the two power law distributions in terms of volume fractions of the constituents. The wave propagation equations in FG plates are derived using the principle of virtual displacements. The analytical dispersion relation of the FG plate is obtained by solving an eigenvalue problem. Numerical examples selected from the literature are illustrated. A good agreement is obtained between the numerical results of the current theory and those of reference. A parametric study is presented to examine the effect of material gradation, thickness ratio and elastic foundation on the free vibration and phase velocity of the FG plate.
In this paper, buckling characteristics of nonhomogeneous functionally graded (FG) nanobeams embedded on elastic foundations are investigated based on third order shear deformation (Reddy) without using shear correction factors. Third-order shear deformation beam theory accounts for shear deformation effects by a parabolic variation of all displacements through the thickness, and verifies the stress-free boundary conditions on the top and bottom surfaces of the FG nanobeam. A two parameters elastic foundation including the linear Winkler springs along with the Pasternak shear layer is in contact with beam in deformation, which acts in tension as well as in compression. The material properties of FG nanobeam are supposed to vary gradually along the thickness and are estimated through the power-law and Mori-Tanaka models. The small scale effect is taken into consideration based on nonlocal elasticity theory of Eringen. Nonlocal equations of motion are derived through Hamilton's principle and they are solved applying analytical solution. Comparison between results of the present work and those available in literature shows the accuracy of this method. The obtained results are presented for the buckling analysis of the FG nanobeams such as the effects of foundation parameters, gradient index, nonlocal parameter and slenderness ratio in detail.
Mohammed Houssem Eddine Guerine;Zakaria Belabed;Abdelouahed Tounsi;Sherain M.Y. Mohamed;Saad Althobaiti;Mahmoud M. Selim
Structural Engineering and Mechanics
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v.91
no.1
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pp.1-23
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2024
This paper formulates a new integral shear deformation shell theory to investigate the free vibration response of carbon nanotube (CNT) reinforced structures with only four independent variables, unlike existing shell theories, which invariably and implicitly induce a host of unknowns. This approach guarantees traction-free boundary conditions without shear correction factors, using a non-polynomial hyperbolic warping function for transverse shear deformation and stress. By introducing undetermined integral terms, it will be possible to derive the motion equations with a low order of differentiation, which can facilitate a closed-form solution in conjunction with Navier's procedure. The mechanical properties of the CNT reinforcements are modeled to vary smoothly and gradually through the thickness coordinate, exhibiting different distribution patterns. A comparison study is performed to prove the efficacy of the formulated shell theory via obtained results from existing literature. Further numerical investigations are current and comprehensive in detailing the effects of CNT distribution patterns, volume fractions, and geometrical configurations on the fundamental frequencies of CNT-reinforced nanocomposite shells present here. The current shell theory is assumed to serve as a potent conceptual framework for designing reinforced structures and assessing their mechanical behavior.
Ahmed Frih;Fouad Bourada;Abdelhakim Kaci;Mohammed Bouremana;Abdelouahed Tounsi;Mohammed A. Al-Osta;Khaled Mohamed Khedher;Mohamed Abdelaziz Salem
Geomechanics and Engineering
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v.34
no.3
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pp.233-250
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2023
This paper investigates the flexural analysis of isotropic, transversely isotropic, and laminated composite plates using a new higher-order normal and shear deformation theory. In the present theory, only five unknown functions are involved compared to six or more unknowns used in the other similar theories. The developed theory does not need a shear correction factor. It can satisfy the zero traction boundary conditions on the top and the bottom surfaces of the plate as well as account for sufficient distribution of the transverse shear strains. The thickness stretching effect is considered in the computation. A simply supported was considered on all edges of the plate. The plate is subjected to uniform and sinusoidal distributed load in the static analysis. Laminated composite, isotropic, and transversely isotropic plates are considered. The governing equations are obtained utilizing the virtual work principle. The differential equations are solved via Navier's procedure. The results obtained from the developed theory are compared with other higher-order theories considered in the previous studies and 3D elasticity solutions. The results showed that the proposed theory accurately and effectively predicts the bidirectional bending responses of laminated composite plates. Several parametric studies are presented to illustrate the various parameters influencing the static response of the laminated composite plates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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