In this paper, double Fourier sine series is used as a modal displacement functions of a rectangular plate and applied to the free vibration analysis of a rectangular plate under various boundary conditions. The method of stationary potential energy is used to obtain the modal displacements of a plate. To enhance the flexibility of the double Fourier sine series, Lagrangian multipliers are utilized to match the geometric boundary conditions, and Stokes' transformation is used to handle the displacements that are not satisfied by the double Fourier sine series. The frequency parameters and mode shapes obtained by the present method are compared with those obtained by MSC/NASTRAN and other analysis.
직사각형 평판의 고유진동수와 진동모드를 연구하였다. 이중 퓨리에 사인시리즈를 직사각형 평판의 모달 변위함수로 사용하였으며, 다양한 경계조건을 가지는 자유진동 해석에 적용하였다. 유한급수 전개로써 근사해를 나타내는 고전적인 Ritz 방법을 이용해서 직사각형 평판의 고유진동수를 해석한 Leissa의 결과와 본 연구의 결과를 비교하였다. 그리고, 평판의 형상비에 따른 영향도 연구하였다. 자유경계 평판, 외팔평판, 고정평판, 그리고 모서리가 단순지지된 직사각형 평판의 진동형태를 가시화 하였다.
In the current work, static and free torsional vibration of functionally graded (FG) nanorods are investigated using Fourier sine series. The boundary conditions are described by the two elastic torsional springs at the ends. The distribution of functionally graded material is considered using a power-law rule. The systems of equations of the mechanical response of nanorods subjected to deformable boundary conditions are achieved by using the modified couple stress theory (MCST) and taking the effects of torsional springs into account. The idea of the study is to construct an eigen value problem involving the torsional spring parameters with small scale parameter and functionally graded index. This article investigates the size dependent free torsional vibration based on the MCST of functionally graded nano/micro rods with deformable boundary conditions using a Fourier sine series solution for the first time. The eigen value problem is constructed using the Stokes' transform to deformable boundary conditions and also the convergence and accuracy of the present methodology are discussed in various numerical examples. The small size coefficient influence on the free torsional vibration characteristics is studied from the point of different parameters for both deformable and rigid boundary conditions. It shows that the torsional vibrational response of functionally graded nanorods are effected by geometry, small size effects, boundary conditions and material composition. Furthermore, for all deformable boundary conditions in the event of nano-sized FG nanorods, the incrementing of the small size parameters leads to increas the torsional frequencies.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제14권4호
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pp.46-56
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1990
Stress analysis of axi-symetric body with non-symetric loading and non-symetric given displacements is investigated in this paper using the finite element method. As the non-symetric load and non-symetric given displacements of axi-symetric body are generally periodic functions of angle .theta., the nodal forces and nodal displacements can be expanded in cosine and sine series, that is, Fourier series. Furthermore, using Euler's formula, the cosine and sine series can be converted into exponential series and it is prooved that the related calculus become more clear. Substituting the nodal displacements expanded in Fourier series into the strain components of cylindrical coordinates system, the element strains are expressed in series form and by the principal of virtual work, the element stiffness martix and element load vector are obtained for each order. It is also showed that if the non-symetric loads are even or odd functions of angle ${\theta}$ the stiffness matrix and load vector of the system are composed with only real numbers and relatively small capacity fo computer memory is enough for calculation.
한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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pp.45-50
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1998
The coupled vibration occurs between traveling vehicle and bridge, when vehicle runs on it. The natural frequency of this coupled system is dependent on the contact position of vehicle and bridge, that is, time-varying system. The calculations of these natural frequencies are very complicated, and often carried out by using Green function theory, series. But, these methods have any limitations, such as, supporting condition, boundary condition. In this paper, on the coupled system constructed by the concentrated mass and elastically supported beam, an analytical method of natural frequency is proposed by using Fourier sine transformation. The results are compared and discussed with numerically calculated ones.
Geometric imperfections have an important influence on the buckling response of structural components. This paper describes an experimental technique for determining imperfections in long (5.7 m) structural members using a series of overlapping measurements. Measurements were performed on 31 austenitic stainless steel sections formed from three different production routes: hot-rolling, cold-rolling and press-braking. Spectral analysis was carried out on the imperfections to obtain information on the periodic nature of the profiles. Two series were used to model the profile firstly the orthogonal cosine and sine functions in a classic Fourier transform and secondly a half sine series. Results were compared to the relevant tolerance standards. Simple predictive tools for both local and global imperfections have been developed to enable representative geometric imperfections to be incorporated into numerical models and design methods.
This paper presents the analytical solution of the fractional Fokker-Planck equation by Adomian decomposition method. By using initial conditions, the explicit solution of the equation has been presented in the closed form and then the numerical solution has been represented graphically. Two different approaches have been presented in order to show the application of the present technique. The present method performs extremely well in terms of efficiency and simplicity.
One proposes an approach to fractional Fourier's transform, or Fourier's transform of fractional order, which applies to functions which are fractional differentiable but are not necessarily differentiable, in such a manner that they cannot be analyzed by using the so-called Caputo-Djrbashian fractional derivative. Firstly, as a preliminary, one defines fractional sine and cosine functions, therefore one obtains Fourier's series of fractional order. Then one defines the fractional Fourier's transform. The main properties of this fractal transformation are exhibited, the Parseval equation is obtained as well as the fractional Fourier inversion theorem. The prospect of application for this new tool is the spectral density analysis of signals, in signal processing, and the analysis of some partial differential equations of fractional order.
An analysis of the free vibration for the metal-piezoceramic laminated thin plates is described. The purpose of this study is to develop a equivalent method for the free vibration analysis of metal-piezoce-ramic laminated thin plate which are not sysmmetric about the adhered layer and the piezoelectric effect. In order to confirm the validity of the vibration analysis, double Fourier sine series is used as a modal displacement function of a metal-piezoceramic laminated thin plate and applied to the free vibration analysis of the plate under various boundary conditions.
Dynamical behaviors of one-dimensional (1D) nano-sized structures are of great importance in nanotechnology applications. Therefore, the torsional dynamic response of functionally graded nanorods which could be used to model the nano electromechanical systems or micro electromechanical systems with torsional motion about the center of twist is examined based on the theory of strain gradient nonlocal elasticity in this work. The mathematical background is constructed based on both strain gradient theory and Eringen's nonlocal elasticity theory. The equation of motions and boundary conditions of radially functionally graded nanorods are derived using Hamilton's principle and then transformed into the eigenvalue analysis by using Fourier sine series. A general coefficient matrix is obtained to assemble the Stokes' transformation. The case of a restrained functionally graded nanorod embedded in two elastic springs against torsional rotation is then deeply investigated. The effect of changing the functionally graded index, the stiffness of elastic boundary conditions, the length scale parameter and nonlocal parameter are investigated in detail.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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