The stochastic finite element method is employed to obtain a stochastic dynamic model of angled beams subjected to impact loads when uncertain material properties are described by random fields. Using the perturbation technique in conjunction with a precise time integration method, a random analysis approach is developed for efficient analysis of random elastic waves. Formulas for the mean, variance and covariance of displacement, strain and stress are introduced. Statistics of displacement and stress waves is analyzed and effects of bend angle and material stochasticity on wave propagation are studied. It is found that the elastic wave correlation in the angled section is the most significant. The mean, variance and covariance of the stress wave amplitude decrease with an increase in bend angle. The standard deviation of the beam material density plays an important role in longitudinal displacement wave covariance.
Nie Biao;Xu Shanhua;Hu WeiCheng;Chen HuaPeng;Li AnBang;Zhang ZongXing
Steel and Composite Structures
/
v.48
no.1
/
pp.27-41
/
2023
Under the long-term effect of corrosive environment, many cold-formed steel (CFS) structures have serious corrosion problems. Corrosion leads to the change of surface morphology and the loss of section thickness, which results in the change of instability mode and failure mechanism of CFS structure. This paper mainly investigates the elastic local buckling behavior of corroded CFS columns. The surface morphology scanning test was carried out for eight CFS columns accelerated corrosion by the outdoor periodic spray test. The thin shell finite element (FE) eigen-buckling analysis was also carried out to reveal the influence of corrosion surface characteristics, corrosion depth, corrosion location and corrosion area on the elastic local buckling behaviour of the plates with four simply supported edges. The accuracy of the proposed formulas for calculating the elastic local buckling stress of the corroded plates and columns was assessed through extensive parameter studies. The results indicated that for the plates considering corrosion surface characteristics, the maximum deformation area of local buckling was located at the plates with the minimum average section area. For the plates with localized corrosion, the main buckling shape of the plates changed from one half-wave to two half-wave with the increase in corrosion area length. The elastic local buckling stress decreased gradually with the increase in corrosion area width and length. In addition, the elastic local buckling stress decreased slowly when corrosion area thickness was relatively large, and then tends to accelerate with the reduction in corrosion area thickness. The distance from the corrosion area to the transverse and longitudinal centerline of the plate had little effect on the elastic local buckling stress. Finally, the calculation formula of the elastic local buckling stress of the corroded plates and CFS columns was proposed.
The present study deals with the numerical analysis of the symmetric contact problem of two bonded layers resting on an elastic half plane compressed with a rigid punch. In this context, Finite Element Method (FEM) based software called ANSYS and ABAQUS are used. It is assumed that the elastic layers have different elastic constants and heights and the external load is applied to the upper elastic layer by means of a rigid stamp. The problem is solved under the assumptions that the contact between two elastic layers, and between the rigid stamp are frictionless, the effect of gravity force is neglected. To validate the constructed model and obtained results a comparison is performed with the analytical results in literature. The numerical results for normal stresses and shear stresses are obtained for various parameters of load, material and geometry and are tabulated and illustrated.
Statement of problem : The various kinds of properties of post and core may affect the stress distribution to the root of endodontically treated teeth Purpose: To evaluate the influence of various kinds of properties of post and core to the stress distribution to the root of endodontically treated teeth. Material and methods: Mandibular first premolar, prepared by general shape of post and core with gold crown, was used to two dimensional axisymmetric modeling for finite element analysis. Then property values of 8 different kinds of post and core was substituted for each. Finally, stress distribution shown areas around the root of post and core was analysed after applying 50N of vortical and oblique load. Results: 1. Stress value of oblique load was much higher than the maximum stress value of vertical load. 2. Under oblique load, very concentrated stress was located on post periapical area and variations in stress were very severe. Contrary to this, stress distribution was relatively uniform in vertical load. 3. Post materials with higher elastic modulus showed relatively more apically focused stress, and post materials with lower elastic modulus showed stress focused on cervical area on the axial wall of post. 4. Stress change according to the properties of core was shown only in the cervical area of post and below core as the higher elastic modulus, then increased in stress. 5. Post and core with medium value of elastic modulus showed relatively uniform stress distribution. Conclusions: Post materials with higher elastic modulus showed relatively more apically focused stress, and post materials with lower elastic modulus showed stress focused on cervical area on the axial wall of post. Stress change according to the properties of core was shown only in the cervical area of post and below core.
Zarandi, Somayeh Bagherinejad;Wang, Yun-Che;Novozhilova, Olga V.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.58
no.4
/
pp.731-743
/
2016
Plastic behaviors, based on the von Mises yield criterion, of circular discs containing a purely elastic, circular inclusion under uniform temperature loading are studied with the finite element analysis. Temperature-dependent mechanical properties are considered for the matrix material only. In addition to analyzing the plane stress and plane strain disc, a 3D thin disc and cylinder are also analyzed to compare the plane problems. We determined the elastic irreversible temperature and global plastic collapse temperature by the finite element calculations for the plane and 3D problem. In addition to the global plastic collapse, for the elastically hard case, the plane stress problem and 3D thin disc may exhibit a local plastic collapse, i.e. significant pile up along the thickness direction, near the inclusion-matrix interface. The pileup cannot be correctly modeled by the plane stress analysis. Furthermore, due to numerical difficulties originated from large deformation, only the lower bound of global plastic collapse temperature of the plane stress problem can be identified. Without considerations of temperature-dependent mechanical properties, the von Mises stress in the matrix would be largely overestimated.
In the present study an elastic-plastic strain analysis is carried out for fibrous composites by using numerical modeling. Application of homogeneous transversely-isotropic model was chosen based on problem solution of a square plate with a circular hole under uniaxial tension. The results obtained in this study correspond to the solution of fiber model trial problem, as well as to analytical solution. Further, numerical algorithm and software has been developed, based on simplified theory of small elastic strains for transversely-isotropic bodies, and FEM. The influence of holes and cracks on stress state of complicated configuration transversely-isotropic bodies has been studied. Strain curves and plasticity zones that are formed in vicinity of the concentrators has been provided. Numerical values of effective mechanical parameters calculated for unidirectional composites at different ratios of fiber volume content and matrix. Content volume proportions of fibers and matrix defined for fibrous composite material that enables to behave as elastic-plastic body or as a brittle material. The influences of the fibrous structure on stress concentration in vicinity of holes on boron/aluminum D16, used as an example.
Kim, Jong-Sung;Kim, Kyoung-Soo;Oh, Young-Jin;Oh, Chang-Young
Nuclear Engineering and Technology
/
v.51
no.5
/
pp.1451-1469
/
2019
This paper proposes a residual stress mitigation of a nuclear safety-related austenitic stainless steel TP304 pipe bended by local induction heating process via performing elastic-plastic finite element analysis. Residual stress distributions of the pipe bend were calculated by performing finite element analysis. Validity of the finite element analysis procedure was verified via comparing with temperature histories measured by using thermocouples, ultrasonic thickness measurement results, and residual stress measurement results by a hole-drilling method. Parametric finite element stress analysis was performed to investigate effects of the process and geometric shape variables on the residual stresses on inner surfaces of the pipe by applying the verified procedure. As a result of the parametric analysis, it was found that it is difficult to considerably reduce the inner surface residual stresses by changing the existing process and geometric shape variables. So, in order to mitigate the residual stresses, effect of an additional process such as cooling after the bending on the residual stresses was investigated. Finally, it was identified that the additional heating after the bending can significantly reduce the residual stresses while other variables have insignificant effect.
Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
/
2002.10a
/
pp.100-105
/
2002
This paper predicts the material properties of spatially reinforced composites (SRC) and analyzes the thermo-elastic behavior of a kick motor nozzle manufactured from that material. To find the appropriate SRC structure for the nozzle throat that satisfies given design conditions, the equivalent material properties of the SRC are predicted using the superposition method for those of rod and matrix. Studied are the elastic behavior, temperature distribution, and thermo-elastic behavior of a kick motor nozzle composed of carbon/carbon SRC as a throat part. The elastic deformation of the nozzle composed of 3D carbon/carbon SRC shows asymmetry in a circumferential direction. However, 4D carbon/carbon SRC nozzle shows uniform deformation in the circumferential direction. Stress concentration in connecting parts of the kick motor nozzle is ultimately high due to the high temperature gradient in each connecting part. The thermo-elastic deformations of both the 3D and the 4D SRC nozzles are uniform in the circumferential direction due to the isotropy of CTE of each SRC. The deformation of the 3D SRC nozzle is a slightly smaller than that of the 4D SRC nozzle in the nozzle throat, which is favorably effective on rocket thrust. The circumferential stress is the most critical component of the kick motor nozzle. The 4D SRC nozzle having 1,1,1,1.7 diameters in each direction has the smallest circumferential stress among several SRC nozzles.
In this paper a four-node hybrid stress element is proposed for analysing arbitrarily shaped plates on a two parameter elastic foundation. The element is developed by combining a hybrid plate stress element and a soil element. The formulation is based on Hellinger-Reissner variational principle in which both inter element compatible boundary displacement and equilibrated stress fields for the plate as well as the foundation are chosen separately. This formulation also allows a low order polynomial interpolation functions. Numerical examples are presented to show that the validity and efficiency of the present element for the plate analysis resting on an elastic foundation. In these examples the effect of soil depth, interaction between closed plates on soil parameters, comparison with Winkler hypothesis is investigated.
In metal forming, there are problems with recurrent geometric characteristics without explicitly prescibed boundary conditions. In such problems, so-called recurrent boundary conditions must be introduced. In this paper, as a practical application of the proposed method, the precision cold forging of a helical gear has been simulated by a three-dimensional rigid-plastic finite element method and compared with the experiment. The application of recurrent boundary conditions to helical gear forging analysis is proved to be effective and valid. the elastic stress analysis of the die for helical gear forging has been calculated by using the nodal force at the final stage obtained from the rigid-plastic finite element analysis. In order to obtain more precise gear products, the elastic analysis of the die after release of punch and the elastic spring-back analysis of product after ejection have been performed, and the final dimension of the computational product has been in good agreement with that of the experimental product.
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.