International Journal of Aerospace System Engineering
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v.2
no.2
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pp.19-23
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2015
This work deals with the study of buckling and post buckling characteristics of laminated composite plates with and without localized regions of damage. The need of a detailed study on Finite Element Analysis of buckling and post buckling of laminated composite structures considering various aspects enhances the interest among researchers. Mathematical formulation is developed for damaged composite plates using a finite element technique based on Inverse Hyperbolic Shear Deformation Theory. This theory satisfies zero transverse shear stresses conditions at the top and bottom surfaces of the plate and provides a non-linear transverse shear stress distribution. Damage modeling is done using an anisotropic damage formulation, which is based on the concept of stiffness change. The structural elements are subjected to in-plane loading. The computer program is developed in MATLAB environment. The numerical results are presented after through validation of developed finite element code. The effect of damage on buckling and post buckling has been carried out for various parameters such as amount of percentage of damaged area, damage intensity, etc. The results show that the presence of internal flaws will significantly affect the buckling characteristics of laminated composite plates. The outcomes and remarks from this work will assist to address some key issues concerning composite structures.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2005.06a
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pp.585-588
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2005
Many process parameters have an effect on the auto-body panel forming process. A well designed blank shape causes the material to flow smoothly, reduces the punch and yields a product with uniform thickness distribution. Therefore, the determination of an initial blank shape plays the important role of saving time and cost in the auto-body panel forming process. For these reasons, some approaches to estimate the initial blank shape have been implemented, in this paper The one-step approach using a finite element inverse method will be introduced to predict the optimal forming with changing of blank pressure the developed program is applied to auto-body panel forming.
Detection of damages in fibre reinforced plastic (FRP) composite structures is important from the safety and serviceability point of view. Usually, damage is realized as a local reduction of stiffness and if dynamic responses of the structure are sensitive enough to such changes in stiffness, then a well posed inverse problem can provide an efficient solution to the damage detection problem. Usually, such inverse problems are solved within the framework of pattern recognition. Support Vector Machine (SVM) Algorithm is one such methodology, which minimizes the weighted differences between the experimentally observed dynamic responses and those computed using the finite element model- by optimizing appropriately chosen parameters, such as stiffness. A damage detection strategy is hereby proposed using SVM which perform stepwise by first locating and then determining the severity of the damage. The SVM algorithm uses simulations of only a limited number of damage scenarios and trains the algorithm in such a way so as to detect damages at unknown locations by recognizing the pattern of changes in dynamic responses. A rectangular fiber reinforced plastic composite plate has been investigated both numerically and experimentally to observe the efficiency of the SVM algorithm for damage detection. Experimentally determined modal responses, such as natural frequencies and mode shapes are used as observable parameters. The results are encouraging since a high percentage of damage cases have been successfully determined using the proposed algorithm.
This paper reports the irradiation effect on the deformation behavior and tensile fracture properties of A533B RPV steel. An inverse identification technique using iterative finite element (FE) simulation was used to determine those properties from tensile data for the A533B RPV steel irradiated at 65 to $100^{\circ}C$ and deformed at room temperature. FE simulation revealed that the plastic instability at yield followed by softening for higher doses was related to the occurrence of localized necking immediately after yielding. The strain-hardening rate in the equivalent true stress-true strain relationship was still positive during the necking deformation. The tensile fracture stress was less dependent on the irradiation dose, whereas the tensile fracture strain and fracture energy decreased with increasing dose level up to 0.1 dpa and then became saturated. However, the tensile fracture strain and fracture energy still remained high after high-dose irradiation, which is associated with a large amount of ductility during the necking deformation for irradiated A533B RPV steel.
Although pretty methods have been proposed to reduce torque ripple, they generally suffer from the decreased torque density. This paper will investigate the spoke-type interior permanent magnet (IPM) machine with shaping methods, including the sinusoidal (SIN), the inverse cosine (ICS), the sinusoidal with third harmonic (SIN+3rd), and the inverse cosine with third harmonic (ICS+3rd). In order to obtain low torque ripple and high torque density, the shaping method applied in rotor and stator at the same time, termed as the dual-shaping method, is proposed. This method is analytically derived and further confirmed by finite element method (FEM). It turns out that the ICS and ICS+3rd shaping methods are more suitable for outer rotors, while the SIN and the SIN+3rd shaping method should be used in inner stators. The original machine, the singular shaped machines and the dual-shaped machines on electromagnetic performances are compared for evaluation. The results verify that the dual-shaping method can improve torque density, whilst reducing torque ripple.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.22
no.3
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pp.483-492
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1998
An inverse analysis been applied to obtain the flow stress of the material. In this method, a ring-shaped specimen is compressed between two flat tools. This procedure employs, as the object function of inverse analysis, the balance of measured loads and reaction forces calculated by using rigid-plastic finite element method. The balance is explicit scalar function of flow stress which is a function of some unknown constants. For minimizing the balance, Newton-Raphon scheme is used. The friction factor, m, between flat tools and the specimen is determined by using friction area-divided method. The proposed method allows an accurate identification by avoiding the usual assumptions made in order to convert experimental measures into stress-strain relation. In this paper, the proposed method is numerically tested. A commercial pure aluminum was selected, as an example, to apply the method and the results are compared with stress-strain relation obtained by experiments.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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2002.03a
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pp.125-132
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2002
In this study, a numerical method is developed for nonlinear analysis for soil-pile-structure interaction system in time domain. Finite elements considering material nonlinearity are used for the near field and boundary elements for the far field. In the near field, frame elements are used for modeling a pile and plane-strain elements for surrounding soil and superstructure. In. the far field, boundary element formulation using the dynamic fundamental solution is adopted and coupled with the near field. Transformation of stiffness matrices of boundary elements into time domain is performed by inverse FFT. Stiffness matrices in the near field and far field are coupled. Newmark direct time integration method is applied. Developed soil-pile-structure interaction analysis method is verified with available literature and commercial code. Also, parametric studies by developed numerical method are performed. And seismic response analysis is performed using actual earthquake records.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.28
no.2
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pp.123-130
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2015
This paper presents a new formulation for transient simulations of microwave propagation in heterogeneous unbounded domains. In particular, perfectly-matched-layers(PMLs) are introduced to allow for wave absorption at artificial boundaries used to truncate the infinite extent of the physical domains. The development of the electromagnetic PML targets the application to engineering mechanics problems such as structural health monitoring and inverse medium problems. To formulate the PML for plane electromagnetic waves, a complex coordinate transformation is introduced to Maxwell's equations in the frequency-domain. Then the PML-endowed partial differential equations(PDEs) for transient electromagnetic waves are recovered by the application of the inverse Fourier transform to the frequency-domain equations. A mixed finite element method is employed to solve the time-domain PDEs for electric and magnetic fields in the PML-truncated domain. Numerical results are presented for plane microwaves propagating through concrete structures, and the accuracy of solutions is investigated by a series of error analyses.
This paper aims to present an alternative analytical method for transient vibration analysis of doubly-curved laminated shells subjected to dynamic loads. In the method proposed, the governing differential equations of laminated shell are derived using the dynamic version of the principle of virtual displacements. The governing equations of first order shear deformation laminated shell are obtained by Navier solution procedure. Time-dependent equations are transformed to the Laplace domain and then Laplace parameter dependent equations are solved numerically. The results obtained in the Laplace domain are transformed to the time domain with the help of modified Durbin's numerical inverse Laplace transform method. Verification of the presented method is carried out by comparing the results with those obtained by Newmark method and ANSYS finite element software. Also effects of number of laminates, different material properties and shell geometries are discussed. The numerical results have proved that the presented procedure is a highly accurate and efficient solution method.
A developed hybrid method for crack identification of beams is presented. Based on the Euler-Bernouli beam theory and concepts of fracture mechanics, governing equation of the cracked beams is reformulated. Finite element (FE) method as a powerful numerical tool is used to discritize the equation in space domain. After transferring the equations from time domain to frequency domain, frequencies and mode shapes of the beam are obtained. Efficiency of the governed equation for free vibration analysis of the beams is shown by comparing the results with those available in literature and via ANSYS software. The used equation yields to move the influence of cracks from the stiffness matrix to the mass matrix. For crack identification measured data are produced by applying random error to the calculated frequencies and mode shapes. An objective function is prepared as root mean square error between measured and calculated data. To minimize the function, hybrid genetic algorithms (GAs) and particle swarm optimization (PSO) technique is introduced. Efficiency, Robustness, applicability and usefulness of the mixed optimization numerical tool in conjunction with the finite element method for identification of cracks locations and depths are shown via solving different examples.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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