Mostefa Sekkak;Rachid Zerrouki;Mohamed Zidour;Abdelouahed Tounsi;Mohamed Bourada;Mahmoud M Selim;Hosam A. Saad
Advances in nano research
/
v.16
no.5
/
pp.509-519
/
2024
In this study, the static analysis of carbon nanotube-reinforced composites (CNTRC) beams resting on a Winkler-Pasternak elastic foundation is presented. The developed theories account for higher-order variation of transverse shear strain through the depth of the beam and satisfy the stress-free boundary conditions on the top and bottom surfaces of the beam. To study the effect of carbon nanotubes distribution in functionally graded (FG-CNT), we introduce in the equation of CNT volume fraction a new exponent equation. The SWCNTs are assumed to be aligned and distributed in the polymeric matrix with different patterns of reinforcement. The rule of mixture is used to describe the material properties of the CNTRC beams. The governing equations were derived by employing Hamilton's principle. The models presented in this work are numerically provided to verify the accuracy of the present theory. The analytical solutions are presented, and the obtained results are compared with the existing solutions to verify the validity of the developed theories. Many parameters are investigated, such as the Pasternak shear modulus parameter, the Winkler modulus parameter, the volume fraction, and the order of the exponent in the volume fraction equation. New results obtained from bending and stresses are presented and discussed in detail. From the obtained results, it became clear the influence of the exponential CNTs distribution and Winkler-Pasternak model improved the mechanical properties of the CNTRC beams.
The bipolar plate is a crucial element of the vanadium redox flow battery (VRFB) as it serves as both the electrical conduit and the structural support for the cell within the VRFB stack. Although, the graphite material is primarily used for the bipolar plate due to its excellent electrical conductivity, a significant limitation of performance of the VRFB is present due to high interfacial contact resistance (ICR) arises between the electrode and bipolar plate in the cell stack. This study aims to develop an integrated electrode-bipolar plate assembly that will address the limitations of the ICR. The integrated assembly was constructed using a single carbon felt with thermoplastic and thermoset polymers utilizing hot press method. Experimental results verify that the bipolar plate assembly exhibits reduced area specific resistance (ASR) due to the continuous electrical path. Additionally, from the charge/discharge cell test results, the integrated assembly shows improved cell performance. Therefore, the developed integrated electrode-bipolar plate assembly can serve as a substitute for the conventional bipolar plate and electrode assembly.
Concrete columns confined with high-strength fiber composites can enhance its strength as well as maximum strain. In recent years, several equations have been developed to predict the behavior of the concrete columns confined with fiber composites. While the developed equations can predict the compressive strength of the confined columns with reasonable agreement, these equations are not successful in predicting the observed maximum strain of the columns. In this paper, a total of 61 test results is analysed to propose an equation to predict both compressive strength and maximum strain of concrete cylinders. The proposed equation takes into account the effects of confining pressure and cylinder size. Furthermore, in order to verify the proposed stress-strain curve for concrete cylinders, six cylindrical specimens were tested. Comparisons between the observed and calculated stress-strain curves of the tested cylinders showed reasonable agreement.
In this study, two series of CNT/$TiO_2$ electrodes were prepared. The decrease of surface area compared with that of the pristine carbon nanotubes (CNTs) indicated the blocking of micropores on the surface of the CNTs; was further supported by scanning electron microscopy (SEM) and field emission SEM (FE-SEM) observations. The X-ray diffraction (XRD) results showed that the CNT/$TiO_2$ composites contained a mix of anatase and rutile forms of $TiO_2$ particles when the precursor was $TiO_2$ powder, whereas when the precursor was Ti ($OC_4H_7$) (TNB), the composites contained only the typical single and clear anatase $TiO_2$ particles. The energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) spectra showed the presence of C, O and Ti peaks for all samples. It was found that catalytic decomposition of methylene blue (MB) solution could be attributed to synthetic effects between the $TiO_2$ photocatalysis and electro-assisted CNTs network, and that photoelectrocatalytic oxidation increased with an increase of CNT composition. It was also found that the photoelectrocatalytic oxidation efficiency for MB is higher than that of photocatalytic oxidation. Moreover, the CNT/$TiO_2$ composites catalyst prepared by the impregnation method demonstrates higher photoelectrocatalytic activity than the mechanical mixture with the same CNT content.
FMLC(Fiber-Metal Laminate Composites) is a new structural material combining thin metal laminate with adhesive fiber prepreg, it nearly include all the advantage of metallic materials, for example: good plasticity, impact resistance, processibility, light weight and excellent fatigue properties. This research studied the optimum design of the FMLC subject to various loading conditions using genetic algorithm. The finite element method based on the shear deformation theory was used for the analysis of FMLC. Tasi-Hill failure criterion and Miser yield criterion were taken as fitness functions of the fiber prepreg and the metal laminate, respectively. The design variables were fiber orientation angles. In genetic algorithm, the tournament selection and the uniform crossover method were used. The elitist model was also used to be effective evolution strategy and the creeping random search method was adopted in order to approach a solution with high accuracy. Optimization results were given for various loading conditions and compared with CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic). The results show that the FMLC is more excellent than the CFRP in point and uniform loading conditions and it is more stable to unexpected loading because the deviation of failure index is smaller than that of CFRP.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
/
v.11
no.2
/
pp.426-434
/
2010
This study is experimentally performed to evaluate the strength reduction behavior and its statistical properties of plain woven glass/epoxy composites. The results indicate that the major impact damage of plain woven glass/epoxy composites is the fiber breakage and matrix crack, whereas the dominant impact damage of unidirectional carbon/epoxy laminates is the delamination, which depends on the stacking sequence. The residual strength prediction models, previously proposed on unidirectional laminates, are applied to evaluate the residual strength of plain woven glass/epoxy composites with impact damage. Among these models, the results by Caprino and Avva's model have a good agreement with the experimental results. To investigate the variability of residual strength of the impacted composite materials, a statistical model was proposed and its results were in conformance with the experimental results regardless of their thickness.
This paper describes the crashworthiness evaluation and performance improvement of tilting train made of sandwich composites. The applied sandwich composite of carbody structure was composed of aluminum honeycomb core and glass/epoxy & carbon/epoxy laminate composite facesheet. Crashworthiness analysis of tilting train was carried out using explicit finite element analysis code LS-DYNA 3D. The 3D finite element model and 1D equivalent model were applied to save the finite element modeling and calculation time for crash analysis. The crash conditions of tilting train were conducted according to four crash scenarios of the Korean railway safety law. It found that the crashworthiness analysis results were satisfied with the performance requirements except the crash scenario-2. In order to meet the crashworthiness requirements for crash scenario-2, the stiffness reinforcement for the laminate composite cover and metal frames of cabmask structure was proposed. Consequentially, it has satisfied the requirement for crash scenario-2.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.36
no.8
/
pp.889-895
/
2012
Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composites have high specific stiffness and high specific strength. Therefore, they are increasingly being use, instead of conventional metallic materials in the aviation and automobile industries, where there is a strong demand for lightweight materials. In aircraft, the fuselage is exposed to severe conditions of high temperatures and high humidity. Therefore, it is necessary to estimate the strength of CFRP composites under real conditions from the viewpoint of aircraft safety. In this study, CFRP specimens were immersed in distilled water at $75^{\circ}C$ for a long time. Then, tensile tests were performed on these specimens, and the fracture characteristics of the fractured surfaces were analyzed using SEM. A fatigue test was performed on specimens immersed for 300 days with R=0.1, and it was confirmed that the fatigue life deteriorated in immersed specimens compared to specimens that were not immersed.
The composite photocatalysts of a Fe-modified carbon nanotube (CNT)-$TiO_2$ were synthesized by a two-step sol-gel method at high temperature. Its chemical composition and surface properties were investigated by BET surface area, scanning electron microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD) and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy. The results showed that the BET surface area was improved by modification of Fe, which was related to the adsorption capacity for each composite. Interesting thin layer aggregates of nanosized $TiO_2$ were observed from TEM images, probably stabilized by the presence of CNT, and the surface and structural characterization of the samples was carried out. The XRD results showed that the Fe/CNT-$TiO_2$ composites contained a mix of anatase and rutile forms of $TiO_2$ particles when the precursor is $TiOSO_4{\cdot}xH_2O$ (TOS). An excellent photocatalytic activity of Fe/CNT-$TiO_2$ was obtained for the degradation of methylene blue (MB) under visible light irradiation. It was considered that Fe cation could be doped into the matrix of $TiO_2$, which could hinder the recombination rate of the excited electrons/holes. The photocatalytic activity of the composites was also found to depend on the presence of CNT. The synergistic effects among the Fe, CNT and $TiO_2$ components were responsible for improving the visible light photocatalytic activity.
This study has observed that the dynamic behavior of Metal Matrix Composites (MMCs) in low velocity impact varies with impact velocity. MMCs with 15 fiber volume percent were fabricated by using the squeeze casting method. The AC8A was used as the matrix, and the alumina and the carbon were used as reinforcements. The tensile and vibration tests conducted yielded the yielded the tensile stress and elastic modulus of MMCs The low pass filter and instrumented impact test machine was adopted to study dynamic behaviors of MMCs corresponding to impact velocity. Stable impact signals were obtained by using the low pass filter. Impact corresponding to impact velocity. Stable impact signals were obtained by using the low pass filter. Impact energy of unreinforced alloy and MM s increased as the impact velocity increased. The increase of crack propagation energy was especially prominent, but the dynamic toughness of each material did not change much. To show the relation between crack initiation energy and dynamic fracture toughness, a simple model was proposed by using the strain energy and stress distribution at notch. The model revealed that crack initiation energy is proportional to the square of dynamic fracture toughness and inversely proportional to elastic modulus.
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.