초록
미세 규모 효과를 고려한 비국소 연속체 이론을 이용한 고차전단변형 나노-스케일 판의 동적응답에 대하여 연구하였다. Eringen의 비국소 연속체 이론은 미소 규모 효과를 고려할 수 있고 고차전단변형이론은 나노 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. 비국소 탄성 이론과 고차전단변형이론이 나노-스케일 판의 동적응답에 미치는 비국소 이론의 효과를 제시하였다. 국소 탄성이론과의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 비국소 계수 변화, 형상비, 폭-두께비, 나노-스케일 판의 크기 그리고 하중재하 시간간격 등이 나노-스케일 판의 동적응답 미치는 효과에 대하여 관찰하고 분석하였다. 비국소 변수의 증가는 나노-스케일 판의 주기와 진폭을 증가시켰다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과들과 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시한 이론적 발전과 수치결과들은 나노-스케일 구조물의 동적해석에 적용하는 비국소 이론들을 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.
This article presents the dynamic response of nano-scale plates using the nonlocal continuum theory and higher-order shear deformation theory. The nonlocal elasticity of Eringen has ability to capture the small scale effects and the higher-order shear deformation theory has ability to capture the quadratic variation of shear strain and consequently shear stress through the plate thickness. The solutions of transient dynamic analysis of nano-scale plate are presented using these theories to illustrate the effect of nonlocal theory on dynamic response of the nano-scale plates. The relations between nonlocal and local theories are discussed by numerical results. Also, the effects of nonlocal parameters, aspect ratio, side-to-thickness ratio, size of nano-scale plate and time step on dynamic response are investigated and discussed. The amplitude and cycle increase when nonlocal parameter increase. In order to validate the present solutions, the reference solutions are used and discussed. The theoretical development as well as numerical solutions presented herein should serve as reference for nonlocal theories as applied to the transient dynamic analysis of nano-scale structures.
