Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.20
no.7
/
pp.2223-2233
/
1996
The analytical solutions for the free vibration of cross-ply laminated composite cyllindrical shell with axial stiffeners(stringers) are presented usint the energy method. The stiffeners are taken to be smeared over the surface of shell with the smeared stffener theory. The effect of the parameters such as the stacking sequences, the shell thichness, the shell radius-to stringer depth ratio, the stringer depth-to width ratio, the shell length-to radius ratio are studied. By comparison with the previously published experimental results and the analytical results for the stiffened isotropic cylindrical shell and the unstiffened orthotropic composite laminated cylindrical shell, it is shown that natural frequencies can be determined with adequate accuracy.
The impact behaviour and the impact-induced damage in laminated composite cylindrical shell subjected to transverse impact by a foreign object are studied using three-dimensional non-linear transient dynamic finite element formulation. A layered version of 20 noded hexahedral element incorporating geometrical non-linearity is developed based on total Langragian approach. Non-linear system of equations resulting from non-linear strain displacement relation and non-linear contact loading are solved using Newton-Raphson incremental-iterative method. Some example problems of graphite/epoxy cylindrical shell panels are considered with variation of impactor and laminate parameters and influence of geometrical non-linear effect on the impact response and the resulting damage is investigated.
After impact analysis of the composite cylindrical shells was performed. obtained outputs at 9 equally divided points of the shell were used as input patterns of the neural networks. Identification of impact loading characteristics was predicted simultaneously. Momentum backpropagation algorithm of neural networks which can modify the momentum coefficient and learning rate was developed and applied to identify the loading characteristics. Hidden layers of the backpropagation increased from 1 layer to 3 layers and trained the loading characteristics. Developed program with variable learning rate was converged close to real load characteristics under 1% error. Inverse engineering which identify the impact loading characteristics can be applicable to the composite laminated cylindrical shells with developed neural networks.
Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
/
2005.11a
/
pp.212-213
/
2005
The results of an experimental and analytical study of composite pressure hull on buckling pressure are presented for URN 300. We predicted the buckling and post buckling analysis of composite laminated cylindrical shell and panel under external compression by using ABAQUS/Standard[Ver 6.4]. To obtain nonlinear static equilibrium solutions for unstable problems, where the load-displacement response can exhibit the type of nonlinear buckling behavior, during periods of the response, the load and/or the displacement may decrease as the solution evolves, used the modified Riks method. Experiments were conducted to verify the validation of present analysis for cross-ply laminated shells. The shells considered in the study have four different lamination patterns, [${\pm}{\Theta}$/0/90]$_{14s}$,[${\pm}{\Theta}_{14}$/$0_{14}$/$90_{14}$],[${\pm}$45/0/90]$_{18s}$ and [/0/90]$_{18s}$. At the result of this study, the optimized ply orientation angle is $75^{\circ}$. The critical load from experiment is 69% of that of numerical analysis, because the fracture of matrix was generated before buckling. So URN 300 is not proper to use at the condition under high external pressure.
R. Bina;M. Soltani Tehrani;A. Ahmadi;A. Ghanim Taki;R. Akbarian
Steel and Composite Structures
/
v.52
no.4
/
pp.487-499
/
2024
The primary objective of this study is to analyze the free vibration behavior of a sandwich cylindrical shell with a defective core and wavy carbon nanotube (CNT)-enhanced face sheets, utilizing the three-dimensional theory of elasticity. The intricate equations of motion for the structure are solved semi-analytically using the generalized differential quadrature method. The shell structure consists of a damaged isotropic core and two external face sheets. The distributions of CNTs are either functionally graded (FG) or uniform across the thickness, with their mechanical properties determined through an extended rule of mixture. In this research, the conventional theory regarding the mechanical effectiveness of a matrix embedding finite-length fibers has been enhanced by introducing tube-to-tube random contact. This enhancement explicitly addresses the progressive reduction in the tubes' effective aspect ratio as the filler content increases. The study investigates the influence of a damaged matrix, CNT distribution, volume fraction, aspect ratio, and waviness on the free vibration characteristics of the sandwich cylindrical shell with wavy CNT-reinforced face sheets. Unlike two-dimensional theories such as classical and the first shear deformation plate theories, this inquiry is grounded in the three-dimensional theory of elasticity, which comprehensively accounts for transverse normal deformations.
Mohamed A. Eltaher;A.A. Daikh;Amin Hamdi;Gamal S. Abdelhaffez; Azza M. Abdraboh
Advances in nano research
/
v.17
no.4
/
pp.335-350
/
2024
This paper investigates the mechanical behavior of a new type of functionally graded graphene-reinforced nanocomposite (FG-GRNC) doubly-curved laminated shells, referred to as cosine FG-GRNC. The study employs a refined higher-order shear deformation shell theory combined with a modified continuum nonlocal strain gradient theory. The effective Young's modulus of the GRNC shell in the thickness direction is determined using the modified Halpin-Tsai model, while Poisson's ratio and mass density are calculated using the rule of mixtures. The analysis includes two graphene-reinforced distribution patterns-FG-A CNRCs and FG-B CNRCs-along with uniform UD CNRCs. An enhanced Galerkin method is used to solve the governing equilibrium equations for the GRNC nanoshell, yielding closed-form solutions for bending deflection and critical buckling loads. The nanoshell is supported by an orthotropic elastic foundation characterized by three parameters. A detailed parametric analysis is performed to evaluate how factors such as the length scale parameter, nonlocal parameter, distribution pattern, GPL weight fraction, shell thickness, and shell geometry influence deflections and critical buckling loads.
This article describes a simple and cost effective fabrication procedure by using hand lay-up technique that is employed for the manufacturing of thin-walled axi-symmetric composite shell structures with carbon, glass and hybrid woven fabric composite materials. The hand lay-up technique is very commonly used in aerospace and marine industries for making the complicated shell structures. A generic fabrication procedure is presented in this paper aimed at manufacture of plain Carbon Fabric Reinforced Plastic (CFRP) and Glass Fabric Reinforced Plastic (GFRP) shells using hand lay-up process. This paper delivers a technical breakthrough in fabrication of composite shell structures without any joints and wrinkling. The manufacture of stiffened CFRP shells, laminated CFRP shells and hybrid (carbon/glass/epoxy) composite shells which are valued by the aerospace industry for their high strength-to-weight ratio under axial loading have also been addressed in this paper. A fabrication process document which describes the major processing steps of the composite shell manufacturing process has been presented in this paper. A study of microstructure of the glass fabric/epoxy composite, carbon fabric/epoxy composite and hybrid carbon/glass/fabric epoxy composites using Scanning Electron Microscope (SEM) has been also carried out in this paper.
The tailoring optimization technique recently developed by the author for improving structural response and energy absorption of composites is extended to sandwich shells using a previously developed zig-zag shell model with hierarchic representation of displacements. The in-plane variation of the stiffness properties of plies and the through-the thickness variation of the core properties are determined solving the Euler-Lagrange equations of an extremal problem in which the strain energy due to out-of-plane strains and stresses is minimised, while that due to their in-plane counterparts is maximised. In this way, the energy stored by unwanted out-of-plane modes involving weak properties is transferred to acceptable in-plane modes. As shown by the numerical applications, the critical interlaminar stress concentrations at the interfaces with the core are consistently reduced without any bending stiffness loss and the strength to debonding of faces from the core is improved. The structural model was recently developed by the author to accurately describe strain energy and interlaminar stresses from the constitutive equations. It a priori fulfills the displacement and stress contact conditions at the interfaces, considers a second order expansion of Lame's coefficients and a hierarchic representation that adapts to the variation of solutions. Its functional d.o.f. are the traditional mid-plane displacements and the shear rotations, so refinement implies no increase of the number of functional d.o.f. Sandwich shells are represented as multilayered shells made of layers with different thickness and material properties, the core being treated as a thick intermediate layer.
Conoidal shells are doubly curved stiff surfaces which are easy to cast and fabricate due to their singly ruled property. Application of laminated composites in fabrication of conoidal shells reduces gravity forces and mass induced forces compared to the isotropic constructions due to the high strength to weight ratio of the material. These light weight shells are preferred in the industry to cover large column free open spaces. To ensure design reliability under service conditions, detailed knowledge about different behavioral aspects of conoidal shell is necessary. Hence, in this paper, static bending, free and forced vibration responses of composite conoidal shells are studied. Lagrange's equation of motion is used in conjunction with Hamilton's principle to derive governing equations of the shell. A finite element code using eight noded curved quadratic isoparametric elements is developed to get the solutions. Uniformly distributed load for static bending analysis and three different load time histories for solution of forced vibration problems are considered. Eight different stacking sequences of graphite-epoxy composite and two different boundary conditions are taken up in the present study. The study shows that relative performances of different shell combinations in terms of static behaviour cannot provide an idea about how they will relatively behave under dynamic loads and also the fact that the points of occurrence of maximum static and dynamic displacement may not be same on a shell surface.
This study was presented how to interpret a laminated cylindrical shell having both ends supported condition are simple, and by identifying the three-dimensional stress characteristics. The governing equations were using the concept of finite element assuming the conversion into ordinary differential equations and partial differential equations by numerical analysis using the finite strip method. In particular, a function performed for the three-dimensional laminated cylindrical shell having a simple support condition were analyzed for the case composed of a specific function of the beam consisting of a trigonometric function. Layer material and layer thickness of a steel or concrete, the cylindrical length and the like by varying the parameters variously examine the effects of multi-layer cylindrical shell.
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.