In this work, a nonlocal zeroth-order shear deformation theory is developed for the nonlinear postbuckling behavior of nanoscale beams. The beauty of this formulation is that, in addition to including the nonlocal effect according to the nonlocal elasticity theory of Eringen, the shear deformation effect is considered in the axial displacement within the use of shear forces instead of rotational displacement like in existing shear deformation theories. The principle of virtual work together of the nonlocal differential constitutive relations of Eringen, are considered to obtain the equations of equilibrium. Closed-form solutions for the critical buckling load and the amplitude of the static nonlinear response in the postbuckling state for simply supported and clamped clamped nanoscale beams are determined.
An analytical solution of the buckling governing equations of functionally graded piezoelectric (FGP) nanobeams obtained by using a developed third-order shear deformation theory is presented. Electro-mechanical properties of FGP nanobeam are supposed to change continuously in the thickness direction based on power-law model. To capture the small size effects, Eringen's nonlocal elasticity theory is adopted. Employing Hamilton's principle, the nonlocal governing equations of a FG nanobeams made of piezoelectric materials are obtained and they are solved using Navier-type analytical solution. Results are provided to show the effect of different external electric voltage, power-law index, nonlocal parameter and slenderness ratio on the buckling loads of the size-dependent FGP nanobeams. The accuracy of the present model is verified by comparing it with nonlocal Timoshenko FG beams. So, this study makes the first attempt for analyzing buckling behavior of higher order shear deformable FGP nanobeams.
This paper proposes a new nonlocal higher-order hyperbolic shear deformation beam theory (HSBT) for the static bending and vibration of nanoscale-beams. Eringen's nonlocal elasticity theory is incorporated, in order to capture small size effects. In the present model, the transverse shear stresses account for a hyperbolic distribution and satisfy the free-traction boundary conditions on the upper and bottom surfaces of the nanobeams without using shear correction factor. Employing Hamilton's principle, the nonlocal equations of motion are derived. The governing equations are solved analytically for the edges of the beam are simply supported, and the obtained results are compared, as possible, with the available solutions found in the literature. Furthermore, the influences of nonlocal coefficient, slenderness ratio on the static bending and dynamic responses of the nanobeam are examined.
This article investigates vibration behavior of magneto-electro-elastic functionally graded (MEE-FG) nanobeams embedded in two-parameter elastic foundation using a third-order parabolic shear deformation beam theory. Material properties of MEE-FG nanobeam are supposed to be variable throughout the thickness based on power-law model. Based on Eringen's nonlocal elasticity theory which captures the small size effects and using the Hamilton's principle, the nonlocal governing equations of motions are derived and then solved analytically. Then the influences of elastic foundation, magnetic potential, external electric voltage, nonlocal parameter, power-law index and slenderness ratio on the frequencies of the embedded MEE-FG nanobeams are studied.
An asymptotic local plane strain elasticity theory is reformulated for the static analysis of a simply-supported, multiple graphene sheet system (MGSS) in cylindrical bending and resting on an elastic medium. The dimension of the MGSS in the y direction is considered to be much greater than those in the x and z directions, such that all the field variables are considered to be independent of the y coordinate. Eringen's nonlocal constitutive relations are used to account for the small length scale effects in the formulation examining the static behavior of the MGSS. The interaction between the MGSS and its surrounding foundation is modelled as a Winkler foundation with the parameter kw, and the interaction between adjacent graphene sheets (GSs) is considered using another Winkler model with the parameter cw. A parametric study with regard to some effects on the static behavior of the MGSS resting on an elastic medium is undertaken, such as the aspect ratio, the number of the GSs, the stiffness of the medium between the adjacent layers and that of the surrounding medium of the MGSS, and the nonlocal parameter.
Mohammad Gholami;Mojtaba Gorji Azandariani;Ahmed Najat Ahmed;Hamid Abdolmaleki
Advances in nano research
/
제14권2호
/
pp.127-139
/
2023
This paper studies the free vibration behavior of bi-dimensional functionally graded (BFG) nanobeams subjected to arbitrary boundary conditions. According to Eringen's nonlocal theory and Hamilton's principle, the underlying equations of motion have been obtained for BFG nanobeams. Moreover, the variable substitution method is utilized to establish the structure's state-space differential equations, followed by forming the dynamic stiffness matrix based on state-space differential equations. In order to compute the natural frequencies, the current study utilizes the Wittrick-Williams algorithm as a solution technique. Moreover, the nonlinear vibration frequencies calculated by employing the proposed method are compared to the frequencies obtained in previous studies to evaluate the proposed method's performance. Some illustrative numerical examples are also given in order to study the impacts of the nonlocal parameters, material property gradient indices, nanobeam length, and boundary conditions on the BFG nanobeam's frequency. It is found that reducing the nonlocal parameter will usually result in increased vibration frequencies.
In this work, the effect of size on the axial buckling behavior of single-layered graphene sheets embedded in elastic media is studied. We incorporate Eringen's nonlocal elasticity equations into three plate theories of first order shear deformation theory, higher order shear deformation theory, and classical plate theory. The surrounding elastic media are simulated using Pasternak and Winkler foundation models and their differences are evaluated. The results obtained from different nonlocal plate theories include the values of Winkler and Pasternak modulus parameters, mode numbers, nonlocal parameter, and side lengths of square SLGSs. We show here that axial buckling behavior strongly depends on modulus and nonlocal parameters, which have different values for different mode numbers and side lengths. In addition, we show that in different nonlocal plate theories, nonlocality is more influential in first order shear deformation theory, especially in certain range of nonlocal parameters.
In this work, free vibration characteristics of functionally graded piezoelectric (FGP) nanobeams based on third order parabolic shear deformation beam theory are studied by presenting a Navier type solution as the first attempt. Electro-mechanical properties of FGP nanobeam are supposed to change continuously throughout the thickness based on power-law model. To capture the small size effects, Eringen's nonlocal elasticity theory is adopted. Using Hamilton's principle, the nonlocal governing equations for third order shear deformable piezoelectric FG nanobeams are obtained and they are solved applying analytical solution. By presenting some numerical results, it is demonstrated that the suggested model presents accurate frequency results of the FGP nanobeams. The influences of several parameters including, external electric voltage, power-law exponent, nonlocal parameter and mode number on the natural frequencies of the size-dependent FGP nanobeams is discussed in detail.
Mirjavadi, Seyed Sajad;Afshari, Behzad Mohasel;Shafiei, Navvab;Hamouda, A.M.S.;Kazemi, Mohammad
Steel and Composite Structures
/
제25권4호
/
pp.415-426
/
2017
The thermo-mechanical vibration behavior of two dimensional functionally graded (2D-FG) porous nanobeam is reported in this paper. The material properties of the nanobeam are variable along thickness and length of the nanobeam according to the power law function. The nanobeam is modeled within the framework of Timoshenko beam theory. Eringen's nonlocal elasticity theory is used to develop the governing equations. Using the generalized differential quadrature method (GDQM) the governing equations are solved. The effect of porosity, temperature distribution, nonlocal value, L/h, FG power indexes along thickness and length and are investigated using parametric studies.
This article represents a quasi-3D theory for the buckling investigation of magneto-electro-elastic functionally graded (MEE-FG) nanoplates. All the effects of shear deformation and thickness stretching are considered within the presented theory. Magneto-electro-elastic material properties are considered to be graded in thickness direction employing power-law distribution. Eringen's nonlocal elasticity theory is exploited to describe the size dependency of such nanoplates. Using Hamilton's principle, the nonlocal governing equations based on quasi-3D plate theory are obtained for the buckling analysis of MEE-FG nanoplates including size effect and they are solved applying analytical solution. It is found that magnetic potential, electric voltage, boundary conditions, nonlocal parameter, power-law index and plate geometrical parameters have significant effects on critical buckling loads of MEE-FG nanoscale plates.
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.