Using a combination of nonlocal Eringen as well as classical beam theories, this research explores the thermal buckling of a bidirectional functionally graded nanobeam. The formulations of the presented problem are acquired by means on conserved energy as well as nonlocal theory. The results are obtained via generalized differential quadrature method (GDQM). The mechanical properties of the generated material vary in both axial and lateral directions, two-dimensional functionally graded material (2D-FGM). In nanostructures, porosity gaps are seen as a flaw. Finally, the information gained is used to the creation of small-scale sensors, providing an outstanding overview of nanostructure production history.
The size-dependent nonlinear thermomechanical vibration analysis of pre- and post-buckled tapered two-directional functionally graded (2D-FG) microbeams is presented in this study. In the context of the modified couple stress theory, the formulations are derived based on the parabolic shear deformation beam theory and von Karman nonlinear strains. Different thermomechanical material properties are assumed to be temperature-dependent and smoothly vary in both length and thickness directions using the power law and the physical neutral axis concept is employed. The nonlinear governing equations are derived using the Hamilton principle and the resulting variable coefficient equations of motion are solved using the differential quadrature method (DQM) and iterative Newton's method for clamped-clamped and simply supported boundary conditions. Comparison studies are presented to validate the derived model and solution procedure. The impacts of induced thermal moments, temperature power index, two gradient indices, nonuniform cross-section, and microstructure length scale parameter on the frequency-temperature configurations are explored for both clamped and simply supported microbeams.
In the present computational approach, thermal buckling and frequency characteristics of a doubly curved laminated nanopanel with the aid of Two-Dimensional Generalized Differential Quadrature Method (2D-GDQM) and Nonlocal Strain Gradient Theory (NSGT) are investigated. Additionally, the temperature changes along the thickness direction nonlinearly. The novelty of the current study is in considering the effects of laminated composite and thermal in addition of size effect on frequency, thermal buckling, and dynamic deflections of the laminated nanopanel. The acquired numerical and analytical results are compared by each other to validate the results. The results demonstrate that some geometrical and physical parameters, have noticeable effects on the frequency and pre-thermal buckling behavior of the doubly curved open cylindrical laminated nanopanel. The favorable suggestion of this survey is that for designing the laminated nano-sized structure should pay special attention to size-dependent parameters because nonlocal and length scale parameters have an important role in the static and dynamic behaviors of the laminated nanopanel.
In the current research, the thermal buckling characteristics of the bi-directional functionally graded nano-scale tapered beam on the basis of a couple of nonlocal Eringen and classical beam theories are scrutinized. The nonlocal governing equation and associated nonlocal boundary conditions are constructed using the conservation energy principle, and the resulting equations are solved using the generalized differential quadrature method (GDQM). The mechanical characteristics of the produced material are altered along both the beam length and thickness direction, indicating that it is a two-dimensional functionally graded material (2D-FGM). It is thought that the nanostructures are defective because to the presence of porosity voids. Finally, the obtained results are used to design small-scale sensors and make an excellent panorama of developing the production of nanostructures.
Pour, H. Rahimi;Arani, A. Ghorbanpour;Sheikhzadeh, Gh.
Steel and Composite Structures
/
v.24
no.4
/
pp.499-512
/
2017
This paper deals with nonlinear dynamic stability of embedded piezoelectric nano-composite separators conveying pulsating fluid. For presenting a realistic model, the material properties of structure are assumed viscoelastic based on Kelvin-Voigt model. The separator is reinforced with single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) which the equivalent material properties are obtained by mixture rule. The separator is surrounded by elastic medium modeled by nonlinear orthotropic visco Pasternak foundation. The separator is subjected to 3D electric and 2D magnetic fields. For mathematical modeling of structure, three theories of classical shell theory (CST), first order shear deformation theory (FSDT) and sinusoidal shear deformation theory (SSDT) are applied. The differential quadrature method (DQM) in conjunction with Bolotin method is employed for calculating the dynamic instability region (DIR). The detailed parametric study is conducted, focusing on the combined effects of the external voltage, magnetic field, visco-Pasternak foundation, structural damping and volume percent of SWCNTs on the dynamic instability of structure. The numerical results are validated with other published works as well as comparing results obtained by three theories. Numerical results indicate that the magnetic and electric fields as well as SWCNTs as reinforcer are very important in dynamic instability analysis of structure.
In this work, the dynamic stability of carbon nanotubes (CNTs) reinforced composite pipes conveying pulsating fluid flow is investigated. The pipe is surrounded by viscoelastic medium containing spring, shear and damper coefficients. Due to the existence of CNTs, the pipe is subjected to a 2D magnetic field. The radial induced force by pulsating fluid is obtained by the Navier-Stokes equation. The equivalent characteristics of the nanocomposite structure are calculated using Mori-Tanaka model. Based on first order shear deformation theory (FSDT) or Mindlin theory, energy method and Hamilton's principle, the motion equations are derived. Using harmonic differential quadrature method (HDQM) in conjunction with the Bolotin's method, the dynamic instability region (DIR) of the system is calculated. The effects of different parameters such as volume fraction of CNTs, magnetic field, boundary conditions, fluid velocity and geometrical parameters of pipe are shown on the DIR of the structure. Results show that with increasing volume fraction of CNTs, the DIR shifts to the higher frequency. In addition, the DIR of the structure will be happened at lower excitation frequencies with increasing the fluid velocity.
The research presented in this paper deals with dynamic stability analysis of the graphene nanoplatelets (GPLs) reinforced composite spinning disk. The presented small-scaled structure is simulated as a disk covered by viscoelastic substrate which is two-parametric. The centrifugal and Coriolis impacts due to the spinning are taken into account. The stresses and strains would be obtained using the first-order-shear-deformable-theory (FSDT). For Poisson ratio, as well as various amounts of mass densities, the mixture rule is employed, while a modified Halpin-Tsai model is inserted for achieving the elasticity module. The structure's boundary conditions (BCs) are obtained employing GPLs reinforced composite (GPLRC) spinning disk's governing equations applying principle of Hamilton which is based on minimum energy and ultimately have been solved employing numerical approach called generalized-differential quadrature-method (GDQM). Spinning disk's dynamic properties with different boundary conditions (BCs) are explained due to the curves drawn by Matlab software. Also, the simply-supported boundary conditions is applied to edges 𝜃=𝜋/2, and 𝜃=3𝜋/2, while, cantilever, respectively, is analyzed in R=Ri, and R0. The final results reveal that the GPLs' weight fraction, viscoelastic substrate, various GPLs' pattern, and rotational velocity have a dramatic influence on the amplitude, and vibration behavior of a GPLRC rotating cantilevered disk. As an applicable result in related industries, the spinning velocity impact on the frequency is more effective in the higher radius ratio's amounts.
In the most of previous studies, researchers have restricted their own studies to consider the effect of single walled carbon nanotubes as a reinforcement on the vibrational behavior of structures. In the present work, free vibration characteristics of functionally graded annular plates reinforced by multi-walled carbon nanotubes resting on Pasternak foundation are presented. The response of the elastic medium is formulated by the Winkler/Pasternak model. Modified Halpin-Tsai equation was used to evaluate the Young's modulus of the multi-walled carbon nanotube/epoxy composite samples by the incorporation of an orientation as well as an exponential shape factor in the equation. The exponential shape factor modifies the Halpin-Tsai equation from expressing a straight line to a nonlinear one in the multi-walled carbon nanotubes wt% range considered. The 2-D generalized differential quadrature method as an efficient and accurate numerical tool is used to discretize the equations of motion and to implement the various boundary conditions. The effects of two-parameter elastic foundation modulus, geometrical and material parameters together with the boundary conditions on the frequency parameters of the plates are investigated. This study serves as a benchmark for assessing the validity of numerical methods or two-dimensional theories used to analysis of annular plates.
Jia, Anqiang;Liu, Haiyan;Ren, Lijian;Yun, Yingxia;Tahouneh, Vahid
Steel and Composite Structures
/
v.35
no.1
/
pp.111-127
/
2020
The goal of this study is to fill this apparent gap in the area about investigating the effect of porosity distributions on vibrational behavior of FG sectorial plates resting on a two-parameter elastic foundation. The response of the elastic medium is formulated by the Winkler/Pasternak model. The internal pores and graphene platelets (GPLs) are distributed in the matrix either uniformly or non-uniformly according to three different patterns. The model is proposed with material parameters varying in the thickness of plate to achieve graded distributions in both porosity and nanofillers. The elastic modulus of the nanocomposite is obtained by using Halpin-Tsai micromechanics model. The annular sector plate is assumed to be simply supported in the radial edges while any arbitrary boundary conditions are applied to the other two circular edges including simply supported, clamped and free. The 2-D differential quadrature method as an efficient and accurate numerical approach is used to discretize the governing equations and to implement the boundary conditions. The convergence of the method is demonstrated and to validate the results, comparisons are made between the present results and those reported by well-known references for special cases treated before, have confirmed accuracy and efficiency of the present approach. It is observed that the maximum vibration frequency obtained in the case of symmetric porosity and GPL distribution, while the minimum vibration frequency is obtained using uniform porosity distribution. Results show that for better understanding of mechanical behavior of nanocomposite plates, it is crucial to consider porosities inside the material structure.
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.