Yahia, Sihame Ait;Atmane, Hassen Ait;Houari, Mohammed Sid Ahmed;Tounsi, Abdelouahed
Structural Engineering and Mechanics
/
v.53
no.6
/
pp.1143-1165
/
2015
In this work, various higher-order shear deformation plate theories for wave propagation in functionally graded plates are developed. Due to porosities, possibly occurring inside functionally graded materials (FGMs) during fabrication, it is therefore necessary to consider the wave propagation in plates having porosities in this study. The developed refined plate theories have fewer number of unknowns and equations of motion than the first-order shear deformation theory, but accounts for the transverse shear deformation effects without requiring shear correction factors. The rule of mixture is modified to describe and approximate material properties of the functionally graded plates with porosity phases. The governing equations of the wave propagation in the functionally graded plate are derived by employing the Hamilton's principle. The analytic dispersion relation of the functionally graded plate is obtained by solving an eigenvalue problem. The effects of the volume fraction distributions and porosity volume fraction on wave propagation of functionally graded plate are discussed in detail. The results carried out can be used in the ultrasonic inspection techniques and structural health monitoring.
A finite strip formulation was developed for buckling and free vibration analysis of laminated composite plates based on different shear deformation plate theories. The different shear deformation theories such as Zigzag higher order, Refined Plate Theory (RPT) and other higher order plate theories by variation of transverse shear strains through plate thickness in the parabolic form, sine and exponential were adopted here. The two loaded opposite edges of the plate were assumed to be simply supported and remaining edges were assumed to have arbitrary boundary conditions. The polynomial shape functions are applied to assess the in-plane and out-of-plane deflection and rotation of the normal cross-section of plates in the transverse direction. The finite strip procedure based on the virtual work principle was applied to derive the stiffness, geometric and mass matrices. Numerical results were obtained based on various shear deformation plate theories to verify the proposed formulation. The effects of length to thickness ratios, modulus ratios, boundary conditions, the number of layers and fiber orientation of cross-ply and angle-ply laminates were determined. The additional results on the same effects in the interaction of biaxial in-plane loadings on the critical buckling load were determined as well.
In this work, the effect of size on the axial buckling behavior of single-layered graphene sheets embedded in elastic media is studied. We incorporate Eringen's nonlocal elasticity equations into three plate theories of first order shear deformation theory, higher order shear deformation theory, and classical plate theory. The surrounding elastic media are simulated using Pasternak and Winkler foundation models and their differences are evaluated. The results obtained from different nonlocal plate theories include the values of Winkler and Pasternak modulus parameters, mode numbers, nonlocal parameter, and side lengths of square SLGSs. We show here that axial buckling behavior strongly depends on modulus and nonlocal parameters, which have different values for different mode numbers and side lengths. In addition, we show that in different nonlocal plate theories, nonlocality is more influential in first order shear deformation theory, especially in certain range of nonlocal parameters.
Analytical formulations and solutions for the first time, to the stability analysis of a simply supported composite and sandwich plates based on a higher order refined theory, developed by the first author and already reported in the literature are presented. The theoretical model presented herein incorporates laminate deformations which account for the effects of transverse shear deformation, transverse normal strain/stress and a nonlinear variation of inplane displacements with respect to the thickness coordinate - thus modelling the warping of transverse cross sections more accurately and eliminating the need for shear correction coefficients. The equations of equilibrium are obtained using the Principle of Minimum Potential Energy (PMPE). The comparison of the results using this higher order refined theory with the available elasticity solutions and the results computed independently using the first order and the other higher order theories developed by other investigators and available in the literature shows that this refined theory predicts the critical buckling load more accurately than all other theories considered in this paper. New results for sandwich laminates are also presented which may serve as a benchmark for future investigations.
In this work, various higher-order shear deformation beam theories for wave propagation in functionally graded beams are developed. The material properties of FG beam are assumed graded in the thickness direction according to a simple power law distribution in terms of the volume fractions of the constituents, the governing equations of the wave propagation in the FG beam are derived by using the Hamilton's principle. The analytic dispersion relations of the FG beam are obtained by solving an eigenvalue problem. The effects of the volume fraction distributions on wave propagation of functionally graded beam are discussed in detail. The results carried out can be used in the ultrasonic inspection techniques and structural health monitoring.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.31
no.1
s.256
/
pp.121-128
/
2007
Enhanced lower order shear deformation theory is developed in this study. Generally, lower order theories are not adequate to predict accurate deformation and stress distribution through the thickness of laminated plate. For the accurate prediction of detailed stress and deformation distributions through the thickness, higher order zigzag theories have been proposed. However, in most cases, simplified zigzag higher order theory requires $C_1$, shape functions in finite element implementation. In commercial FE softwares, $C_1$, shape functions are not so common in plate and shell analysis. Thus zigzag theories are useful for the highly accurate prediction of thick composite behaviors but they are not practical in the sense that they cannot be used conveniently in the commercial package. In practice, iso-parametric $C_0$ plate model is the standard model for the analysis and design of composite laminated plates and shells. Thus in the present study, an enhanced lower order shear deformation theory is developed. The proposed theory requires only $C_0$ shape function in FE implementation. The least-squared energy error between the lower order theory and higher order theory is minimized. An enhanced lower order shear deformation theory(ELSDT) in this paper is proposed for smart structure under complex loadings. The ELSDT is constructed by the strain energy transformation and fully coupled mechanical, electric loading cases are studied. In order to obtain accurate prediction, zigzag in-plane displacement and transverse normal deformation are considered in the deformation Held. In the electric behavior, open-circuit condition as well as closed-circuit condition is considered. Through the numerous examples, the accuracy and robustness of present theory are demonstrated.
An equivalent single layer trigonometric shear deformation theory taking into account transverse shear deformation effect as well as transverse normal strain effect is presented for static flexure of cross-ply laminated composite and sandwich plates. The inplane displacement field uses sinusoidal function in terms of thickness coordinate to include the transverse shear deformation effect. The cosine function in thickness coordinate is used in transverse displacement to include the effect of transverse normal strain. The kinematics of the present theory is much richer than those of the other higher order shear deformation theories, because if the trigonometric term (involving thickness coordinate z) is expanded in power series, the kinematics of higher order theories (which are usually obtained by power series in thickness coordinate z) are implicitly taken into account to good deal of extent. Governing equations and boundary conditions of the theory are obtained using the principle of virtual work. The closed-form solutions of simply supported cross-ply laminated composite and sandwich plates have been obtained. The results of present theory are compared with those of the classical plate theory (CPT), first order shear deformation theory (FSDT), higher order shear deformation theory (HSDT) of Reddy and exact three dimensional elasticity theory wherever applicable. The results predicted by present theory are in good agreement with those of higher order shear deformation theory and the elasticity theory.
Arefi, Mohammad;Pourjamshidian, Mahmoud;Arani, Ali Ghorbanpour
Steel and Composite Structures
/
v.32
no.2
/
pp.157-171
/
2019
In this research, the dynamic instability region (DIR) of the sandwich nano-beams are investigated based on nonlocal strain gradient elasticity theory (NSGET) and various higher order shear deformation beam theories (HSDBTs). The sandwich piezoelectric nano-beam is including a homogenous core and face-sheets reinforced with functionally graded (FG) carbon nanotubes (CNTs). In present study, three patterns of CNTs are employed in order to reinforce the top and bottom face-sheets of the beam. In addition, different higher-order shear deformation beam theories such as trigonometric shear deformation beam theory (TSDBT), exponential shear deformation beam theory (ESDBT), hyperbolic shear deformation beam theory (HSDBT), and Aydogdu shear deformation beam theory (ASDBT) are considered to extract the governing equations for different boundary conditions. The beam is subjected to thermal and electrical loads while is resting on Visco-Pasternak foundation. Hamilton principle is used to derive the governing equations of motion based on various shear deformation theories. In order to analysis of the dynamic instability behaviors, the linear governing equations of motion are solved using differential quadrature method (DQM). After verification with validated reference, comprehensive numerical results are presented to investigate the influence of important parameters such as various shear deformation theories, nonlocal parameter, strain gradient parameter, the volume fraction of the CNTs, various distributions of the CNTs, different boundary conditions, dimensionless geometric parameters, Visco-Pasternak foundation parameters, applied voltage and temperature change on the dynamic instability characteristics of sandwich piezoelectric nano-beam.
Kaci, Abdelhakim;Houari, Mohammed Sid Ahmed;Bousahla, Abdelmoumen Anis;Tounsi, Abdelouahed;Mahmoud, S.R.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.65
no.5
/
pp.621-631
/
2018
In this paper, an exact analytical solution is developed for the analysis of the post-buckling non-linear response of simply supported deformable symmetric composite beams. For this, a new theory of higher order shear deformation is used for the analysis of composite beams in post-buckling. Unlike any other shear deformation beam theories, the number of functions unknown in the present theory is only two as the Euler-Bernoulli beam theory, while three unknowns are needed in the case of the other beam theories. The theory presents a parabolic distribution of transverse shear stresses, which satisfies the nullity conditions on both sides of the beam without a shear correction factor. The shear effect has a significant contribution to buckling and post-buckling behaviour. The results of this analysis show that classical and first-order theories underestimate the amplitude of the buckling whereas all the theories considered in this study give results very close to the static response of post-buckling. The numerical results obtained with the novel theory are not only much more accurate than those obtained using the Euler-Bernoulli theory but are almost comparable to those obtained using higher order theories, Accuracy and effectiveness of the current theory.
In this article, an exact analytical solution for mechanical buckling analysis of magnetoelectroelastic plate resting on pasternak foundation is investigated based on the third-order shear deformation plate theory. The in-plane electric and magnetic fields can be ignored for plates. According to Maxwell equation and magnetoelectric boundary condition, the variation of electric and magnetic potentials along the thickness direction of the plate is determined. The von Karman model is exploited to capture the effect of nonlinearity. Navier's approach has been used to solve the governing equations for all edges simply supported boundary conditions. Numerical results reveal the effects of (i) lateral load, (ii) electric load, (iii) magnetic load and (iv) higher order shear deformation theory on the critical buckling load have been investigated. These results must be the analysis of intelligent structures constructed from magnetoelectroelastic materials.
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.