Kim, Jun Soo;Kim, Seong Jong;Lee, Hyuk;Ha, Sung Kyu;Lee, Young-Hyun
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.37
no.12
/
pp.1547-1557
/
2013
A forced vibration model of a rail system was established using the Timoshenko beam theory to determine the dynamic response of a rail under time-varying load considering the damping effect and stiffness of the elastic foundation. By using a Fourier series and a numerical method, the critical velocity and dynamic response of the rail were obtained. The forced vibration model was verified by using FEM and Euler beam theory. The permanent deformation of the rail was predicted based on the forced vibration model. The permanent deformation and wear were observed through the experiment. Parametric studies were then conducted to investigate the effect of five design factors, i.e., rail cross-section shape, rail material density, rail material stiffness, containment stiffness, and damping coefficient between rail and containment, on four performance indices of the rail, i.e., critical velocity, maximum deflection, maximum longitudinal stress, and maximum shear stress.
The aim of this research is to analyze buckling and bending behavior of a sandwich Reddy beam with porous core and composite face sheets reinforced by boron nitride nanotubes (BNNTs) and shape memory alloy (SMA) wires resting on Vlasov's foundation. To this end, first, displacement field's equations are written based on the higher-order shear deformation theory (HSDT). And also, to model the SMA wire properties, constitutive equation of Brinson is used. Then, by utilizing the principle of minimum potential energy, the governing equations are derived and also, Navier's analytical solution is applied to solve the governing equations of the sandwich beam. The effect of some important parameters such as SMA temperature, the volume fraction of SMA, the coefficient of porosity, different patterns of BNNTs and porous distributions on the behavior of buckling and bending of the sandwich beam are investigated. The obtained results show that when SMA wires are in martensite phase, the maximum deflection of the sandwich beam decreases and the critical buckling load increases significantly. Furthermore, the porosity coefficient plays an important role in the maximum deflection and the critical buckling load. It is concluded that increasing porosity coefficient, regardless of porous distribution, leads to an increase in the critical buckling load and a decrease in the maximum deflection of the sandwich beam.
In this work, a new hyperbolic shear deformation beam theory is proposed based on a modified couple stress theory (MCST) to investigate the bending and free vibration responses of functionally graded (FG) micro beam made of porous material. This non-classical micro-beam model introduces the material length scale coefficient which can capture the size influence. The non-classical beam model reduces to the classical beam model when the material length scale coefficient is set to zero. The mechanical material properties of the FG micro-beam are assumed to vary in the thickness direction and are estimated through the classical rule of mixture which is modified to approximate the porous material properties with even and uneven distributions of porosities phases. Effects of several important parameters such as power-law exponents, porosity distributions, porosity volume fractions, the material length scale parameter and slenderness ratios on bending and dynamic responses of FG micro-beams are investigated and discussed in detail. It is concluded that these effects play significant role in the mechanical behavior of porous FG micro-beams.
Being a significant mode of deformation, shear effect in addition to the other modes of stretching and bending have been considered to develop two finite element models for the analysis of beams on elastic foundation. The first beam model is developed utilizing the differential-equation approach; in which the complex variables obtained from the solution of the differential equations are used as interpolation functions for the displacement field in this beam element. A single element is sufficient to exactly represent a continuous part of a beam on Winkler foundation for cases involving end-loadings, thus providing a benchmark solution to validate the other model developed. The second beam model is developed utilizing the hybrid-mixed formulation, i.e., Hellinger-Reissner variational principle; in which both displacement and stress fields for the beam as well as the foundation are approxmated separately in order to eliminate the well-known phenomenon of shear locking, as well as the newly-identified problem of "foundation-locking" that can arise in cases involving foundations with extreme rigidities. This latter model is versatile and indented for utilization in general applications; i.e., for thin-thick beams, general loadings, and a wide variation of the underlying foundation rigidity with respect to beam stiffness. A set of numerical examples are given to demonstrate and assess the performance of the developed beam models in practical applications involving shear deformation effect.
Eltaher, M.A.;Khater, M.E.;Park, S.;Abdel-Rahman, E.;Yavuz, M.
Advances in nano research
/
v.4
no.1
/
pp.51-64
/
2016
This paper investigates the effects of thermal load and shear force on the buckling of nanobeams. Higher-order shear deformation beam theories are implemented and their predictions of the critical buckling load and post-buckled configurations are compared to those of Euler-Bernoulli and Timoshenko beam theories. The nonlocal Eringen elasticity model is adopted to account a size-dependence at the nano-scale. Analytical closed form solutions for critical buckling loads and post-buckling configurations are derived for proposed beam theories. This would be helpful for those who work in the mechanical analysis of nanobeams especially experimentalists working in the field. Results show that thermal load has a more significant impact on the buckling behavior of simply-supported beams (S-S) than it has on clamped-clamped (C-C) beams. However, the nonlocal effect has more impact on C-C beams that it does on S-S beams. Moreover, it was found that the predictions obtained from Timoshenko beam theory are identical to those obtained using all higher-order shear deformation theories, suggesting that Timoshenko beam theory is sufficient to analyze buckling in nanobeams.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
/
v.22
no.3
/
pp.253-263
/
2012
With the local Hertz deformation on the contact point, the dynamic contact between a high-speed wheel and an elastic beam having a gap is numerically analyzed by solving the whole equations of motion of the wheel and the beam subjected to the contact condition. For the stability of the time integration the velocity and acceleration constraints as well as the displacement constraint are imposed on the contact point. Especially the acceleration contact condition on the gap is formulated, and it is demonstrated that the contact force variation computed by the velocity contact constraint or by the acceleration contact constraint agrees well with that computed by the displacement contact constraint. The numerical examples show that, when the wheel passes on the gap, the solution is governed by the stiffness of the local Hertzian deformation.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
/
2001.11a
/
pp.1003-1008
/
2001
It is recently reported that bond failure can be initiated in the region where maximum bending moment and shear force is acted by accompanying shear deformation after flexural crack in full-scale RC beams strengthened by CFRP. Such a shear deformation effect causing bond failure is relatively little in the case of small-scale specimens. So, additional reinforcing details to the critical beam section where maximum moment and shear were acted is required to prevent the bond failure caused by the shear deformations. The U-type wrapping methods by CFRP to the critical beam section is proposed and tested in this paper. Also, the applicability of design bond strength derived from the tests of small-scale beam was investigated by the full-scale RC beam strengthened by CFRP.
In this study, we present a new efficient hybrid-mixed composite laminated curved beam element. The present element, which is based on the Hellinger-Reissner variational principle and the first-order shear deformation lamination theory, employs consistent stress parameters corresponding to cubic displacement polynomials with additional nodeless degrees in order to resolve the numerical difficulties due to the spurious constraints. The stress parameters are eliminated and the nodeless degrees are condensed out to obtain the ($6{\times}6$) element stiffness matrix. The present study also incorporates the straightforward prediction of interlaminar stresses from equilibrium equations. Several numerical examples confirm the superior behavior of the present composite laminated curved beam element.
In case of considering the shear effect, the complete solutions are obtained for dynamic plastic response of a rigid, perfectly plastic hinged-free beam, of which one end is hinged and the other end free, subjected to a transverse strike by a travelling rigid mass at an arbitrary location along its span. Special attention is paid to new deformation mechanisms due to shear sliding on both sides of the rigid mass and the plastic energy dissipation. The dimensionless numerical results demonstrate that three parameters, i.e., mass ratio, impact position of mass, as well as the non-dimensional fully plastic shear force, have significant influence on the partitioning of dissipated energy and failure mode of the hingedfree beam. The shear effect can never be negligible when the mass ratio is comparatively small and the impact location of mass is close to the hinged end.
In this paper, based on first-order shear deformation theory, the governing equations of motion for a sandwich curved beam including an elastic core and two piezo-magnetic face-sheets are presented. The curved beam model is resting on Pasternak's foundation and subjected to applied electric and magnetic potentials on the piezo-magnetic face-sheets and transverse loading. The five equations of motion are analytically solved and the bending and vibration results are obtained. The influence of important parameters of the model such as direct and shear parameters of foundation and applied electric and magnetic potentials are studied on the electro-mechanical responses of the problem. A comparison with literatures was performed to validate our formulation and results.
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.