For the first time, the parametric instability characteristics of tow-steered variable stiffness composite laminated (VSCL) cylindrical panels is investigated using B-spline finite strip method (FSM). The panel is considered containing geometrical defects including cutout and delamination. The material properties are assumed to vary along the panel axial length of any lamina according to a linear fiber-orientation variation. A uniformly distributed inplane longitudinal loading varies harmoni-cally with time is considered. The instability load frequency regions corresponding to the assumed in-plane parametric load-ing is derived using the Bolotin's first order approximation through an energy approach. In order to demonstrate the capabili-ties of the developed formulation in predicting stability behavior of the thin-walled VSCL structures, some representative results are obtained and compared with those in the literature wherever available. It is shown that the B-spline FSM is a proper tool for extracting the stability boundaries of perforated delaminated VSCL panels.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
/
v.11
no.4
/
pp.27-35
/
1991
This paper presents a numerical analysis procedure and a characteristics for vibration and buckling of the cylinderical panels. The panels with simply-simply or simply-clamped edge supports are subjectes to circumferential compressive or flexural stresses. The differential equations governing vibration and buckling for these panels are derived by using the fundamental differential equation of the Love-Timoshenko and are solved numerically via the Galerkin method. The panel with simply-clamped edge supports is used a trigonometric function or a eigen function of a beam as a trial function and the effects of trial functions on numerical solutions are displayed. Numerical results are presented to demonstrate the effects of the flexural parameters in natural frequencies and coefficients of critical buckling and some typical mode shapes of vibration and buckling are also presented.
In this study, free vibration analysis of functionally graded (FG) porous truncated conical shell panels reinforced by graphene platelets (GPLs) has been investigated for the first time. Additionally, the effect of three different types of porosity distribution and five different types of GPLs patterns on dynamic response of the shell are also studied. Halpin-Tsai micromechanical model and Voigt's rule are used to determine Young modulus, shear modulus and Poisson's ratio with mass densities of the shell, respectively. The main novelties of present study are: applying 3D elasticity theory and the finite element method in conjunction with Rayleigh-Ritz method to give more accurate results unlike other simplified shell theories, and also presenting a general 3D solution in cylindrical coordinate system that can be used for analyses of different structures such as circular, annular and annular sector plates, cylindrical shells and panels, and conical shells and panels. A convergence study is performed to justify the correctness of the obtained solution and numerical results. The impact of porosity and GPLs patterns, the volume of voids, the weight fraction of graphene nanofillers, semi vertex and span angles of the cone, and various boundary conditions on natural frequencies of the functionally graded panel have been comprehensively studied and discussed. The results show that the most important parameter on dynamic response of FG porous truncated conical panel is the weight fraction of nanofiller and adding 1% weight fraction of nanofiller could increase 57% approximately the amounts of natural frequencies of the shell. Moreover, the porosity distribution has great effect on the value of natural frequency of structure rather than the porosity coefficient.
The finite element method based on the total Lagrangian description of the motion and the Hellinger-Reissner principle with independent strain is applied to investigate the nonlinear behavior and vibration characteristics for patched reinforced laminated spherical panels. The patched elements are formulated using variable thickness at arbitrary point on the reference plane. The cylindrical arc-length method is adopted to obtain a nonlinear solution. The post-buckled vibration is assumed to be small amplitude. The effect of patch in the spherical shell Panel is investigated on the nonlinear response and the fundamental vibration characteristics. The present results show that the load-carrying capability can be improved by reinforcing patch. The fundamental frequency of patched panel is lower than that of equivalent shell panel. However, the fundamental frequency of patched panel does not decrease greatly due to the increase of nonlinear geometrical stiffness under loading.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
/
v.33
no.4
/
pp.35-40
/
2005
There are many methods to reinforce the cylindrical structure for light weight design like skin-stringer and semi-monocoque. Isogrid is one of the reinforced structures to improve buckling load. Isogrid has many advantages for complex load case, internal pressure and concentrated load.In this paper, compressive buckling test and non-linear FE analysis of the isogrid panel are described. Diameter of panel is 2.4m and thickness of plate is 11.43mm. The angle which the panel accomplish is about 70 degrees and, its height is about 660mm. Local buckling, global buckling and variation of stiffness after local buckling were observed during buckling test of the panel. MSC/MARC is used for non-linear FE analysis. When analysis, initial imperfection of panel which occurred during plastic forming is considered. The results of analysis for buckling mode and buckling load have good agreements with test.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
/
2005.05a
/
pp.721-724
/
2005
With the advantages of large vibration energy dissipation of structures, the granular materials are used as vibration and acoustic treatments. In this case of vibro acoustic controls, a finite dynamic strength of the solid component (frame) is an important design factor. The dynamic stiffness of hollow cylindrical beams containing porous and granular materials as damping treatment was measured. Using the Rayleigh-Ritz method, the effects of damping materials on the dynamic characteristics of beams were investigated. The results suggested that the acoustic structure Interaction between the frame and the structure enhances the dissipation of the vibration energy significantly. The same methods were applied also to vibration control of sandwich panels. By filling the cavities of honeycomb cores using unconsolidated granular materials, its sound transmission toss was improved significantly.
Swaging technique is frequently used to stiffen thin panels for reducing the vibration levels of the machine or vehicle structure. Because the internal constraints imposed by swages can distort the mode shapes of panels, they affect the sound radiation characteristics. In this paper, the radiated sound field generated by the idealized and baffled finite swaged panel is studied, in which the curved swage section is modeled as an incomplete cylindrical shell. The modal radiation efficiencies are predicted using the transfer matrix concept and compared with those of flat panels. It is observed that the radiation efficiencies of the swaged vibrational modes can increase slightly for frequencies below the critical frequency, while increase of radiation efficiency depends on the mode shapes and other related structural parameters.
The free vibration frequency responses of the graded flat and curved (cylindrical, spherical, hyperbolic and elliptical) panel structures investigated in this research considering the rectangular and tilted planforms under unlike temperature loading. For the numerical implementation purpose, a micromechanical model is prepared with the help of Voigt's methodology via the power-law type of material model. Additionally, to incur the exact material strength, the temperature-dependent properties of each constituent of the graded structure included due to unlike thermal environment. The deformation kinematics of the rectangular/tilted graded shallow curved panel structural is modeled via higher-order type of polynomial functions. The final form of the eigenvalue equation of the heated structure obtained via Hamilton's principle and simultaneously solved numerically using finite element steps. To show the solution accuracy, a series of comparison the results are compared with the published data. Some new results are exemplified to exhibit the significance of power-law index, shallowness ratio, aspect ratio and thickness ratio on the combined thermal eigen characteristics of the regular and tilted graded panel structure.
Isavand, S.;Bodaghi, M.;Shakeri, M.;Mohandesi, J. Aghazadeh
Steel and Composite Structures
/
v.18
no.1
/
pp.1-28
/
2015
In this paper, the dynamic response of functionally gradient steel (FGS) composite cylindrical panels in steady-state thermal environments subjected to impulsive loads is investigated for the first time. FGSs composed of graded ferritic and austenitic regions together with bainite and martensite intermediate layers are analyzed. Thermo-mechanical material properties of FGS composites are predicted according to the microhardness profile of FGS composites and approximated with appropriate functions. Based on the three-dimensional theory of thermo-elasticity, the governing equations of motionare derived in spatial and time domains. These equations are solved using the hybrid Fourier series expansion-Galerkin finite element method-Newmark approach for simply supported boundary conditions. The present solution is then applied to the thermo-elastic dynamic analysis of cylindrical panels with three different arrangements of material compositions of FGSs including ${\alpha}{\beta}{\gamma}M{\gamma}$, ${\alpha}{\beta}{\gamma}{\beta}{\alpha}$ and ${\gamma}{\beta}{\alpha}{\beta}{\gamma}$ composites. Benchmark results on the displacement and stress time-histories of FGS cylindrical panels in thermal environments under various pulse loads are presented and discussed in detail. Due to the absence of similar results in the specialized literature, this paper is likely to fill a gap in the state of the art of this problem, and provide pertinent results that are instrumental in the design of FGS structures under time-dependent mechanical loadings.
Kim, Hyun-Sung;Won, Younguk;Oh, Young Jae;Lee, Kangsu;Kim, Byoung Wan
Journal of Ocean Engineering and Technology
/
v.35
no.3
/
pp.191-202
/
2021
Studies on very large offshore structures are increasing owing to the development of deep sea, large-scale energy generation using ocean resources, and so on. The enlargement of offshore structures makes the hydroelastic effect and low natural frequency related responses important. Numerical analyses and model tests for hydroelastic and higher-order springing responses of fixed cylindrical structures are conducted in this study. The panel methods with and without the hydroelastic effect with shell elements, and the Morison analysis method with beam elements are applied. To observe the hydroelastic effect for structural strength, two structures are considered: bottom-fixed cylindrical structures with high and low bending stiffnesses, respectively. The surge motions at the top of the structure and bending stresses on the structure are observed under regular and irregular wave conditions. The regular wave conditions are generated considering the ratios of the cylindrical outer diameter to the wave lengths, and keeping the wave steepness constant. The model tests are performed in the three-dimensional ocean engineering basin in the KRISO (Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering). From the numerical and experimental results, in which the hydroelastic responses are only observed in the case of the structure with a low bending stiffness, it is confirmed that the hydroelastic responses are highly dependent on the structural stiffness. Additionally, the higher-order phenomenon on the specified wave condition is analyzed by observing the higher-order springing responses when the incident wave frequency or its multiples with the high wave height coincides with the natural frequency of the 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.