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 paper presents an original hyperbolic (first present model) and parabolic (second present model) shear and normal deformation theory for the bending analysis to account for the effect of thickness stretching in functionally graded sandwich plates. Indeed, the number of unknown functions involved in these presents theories is only five, as opposed to six or even greater numbers in the case of other shear and normal deformation theories. The present theory accounts for both shear deformation and thickness stretching effects by a hyperbolic variation of ail displacements across the thickness and satisfies the stress-free boundary conditions on the upper and lower surfaces of the plate without requiring any shear correction factor. It is evident from the present analyses; the thickness stretching effect is more pronounced for thick plates and it needs to be taken into consideration in more physically realistic simulations. The numerical results are compared with 3D exact solution, quasi-3-dimensional solutions and with other higher-order shear deformation theories, and the superiority of the present theory can be noticed.
Zaoui, Fatima Zohra;Tounsi, Abdelouahed;Ouinas, Djamel;Olay, Jaime A. Vina
Structural Engineering and Mechanics
/
제74권1호
/
pp.105-119
/
2020
In this work, a novel higher-order shear deformation theory (HSDT) for static and free vibration analysis of functionally graded (FG) plates is proposed. Unlike the conventional HSDTs, the proposed theory has a novel displacement field which includes undetermined integral terms and contains fewer unknowns. Equations of motion are obtained by using Hamilton's principle. Analytical solutions for the bending and dynamic investigation are determined for simply supported FG plates. The computed results are compared with 3D and quasi-3D solutions and those provided by other plate theories. Numerical results demonstrate that the proposed HSDT can achieve the same accuracy of the conventional HSDTs which have more number of variables.
In this article the frequency response analysis of curved magneto-electro-viscoelastic functionally graded (CMEV-FG) nanobeams resting on viscoelastic foundation has been carried out. To this end, the study incorporates the Euler-Bernoulli beam model in association with Eringen's nonlocal theory to incorporate the size effects. The viscoelastic foundation in the current investigation is assumed to be the combination of Winkler-Pasternak layer and viscous layer of infinite parallel dashpots. The equations of motion are derived with the aid of Hamilton's principle and the solution to vibration problem of CMEV-FG nanobeams are obtained analytically. The material gradation is considered to follow Power-law rule. This study thoroughly investigates the influence of prominent parameters such as linear, shear and viscous layers of foundation, structural damping coefficient, opening angle, magneto-electrical field, nonlocal parameter, power-law exponent and slenderness ratio on the frequencies of FG nanobeams.
The present paper examines the stability analysis of the buckling differentiae of the small-scale, non-uniform porosity-dependent functionally graded (PD-FG) tube. The high-order beam theory and nonlocal strain gradient theory are operated for the mathematical modeling of nanotubes based on the Hamilton principle. In this paper, the external radius function is non-uniform. In contrast, the internal radius is uniform, and the cross-section changes along the tube length due to these radius functions based on the four types of useful mathematical functions. The PD-FG material distributions are varied in the radial direction and made with ceramics and metals. The governing partial differential equations (PDEs) and associated boundary conditions are solved via a numerical method for different boundary conditions. The received outcomes concerning different presented parameters are valuable to the design and production of small-scale devices and intelligent structures.
In this paper, post-buckling behavior of sandwich plates with functionally graded (FG) face sheets under uniform temperature rise loading is examined based on both sinusoidal shear deformation theory and stress function. It is supposed that the sandwich plate is in contact with an elastic foundation during deformation, which acts in both compression and tension. Thermo-elastic non-homogeneous properties of FG layers change smoothly by the variation of power law within the thickness, and temperature dependency of material constituents is considered in the formulation. In the present development, Von Karman nonlinearity and initial geometrical imperfection of sandwich plate are also taken into account. By employing Galerkin method, analytical solutions of thermal buckling and post-buckling equilibrium paths for simply supported plates are determined. Numerical examples presented in the present study discuss the effects of gradient index, sandwich plate geometry, geometrical imperfection, temperature dependency, and the elastic foundation parameters.
Hadi, Amin;Nejad, Mohammad Zamani;Rastgoo, Abbas;Hosseini, Mohammad
Steel and Composite Structures
/
제26권6호
/
pp.663-672
/
2018
This paper contains a consistent couple-stress theory to capture size effects in Euler-Bernoulli nano-beams made of three-directional functionally graded materials (TDFGMs). These models can degenerate into the classical models if the material length scale parameter is taken to be zero. In this theory, the couple-stress tensor is skew-symmetric and energy conjugate to the skew-symmetric part of the rotation gradients as the curvature tensor. The material properties except Poisson's ratio are assumed to be graded in all three axial, thickness and width directions, which it can vary according to an arbitrary function. The governing equations are obtained using the concept of minimum potential energy. Generalized differential quadrature method (GDQM) is used to solve the governing equations for various boundary conditions to obtain the natural frequencies of TDFG nano-beam. At the end, some numerical results are performed to investigate some effective parameter on buckling load. In this theory the couple-stress tensor is skew-symmetric and energy conjugate to the skew-symmetric part of the rotation gradients as the curvature tensor.
Using the infinitesimal theory of elasticity and analytical formulation based on the first-order shear deformation theory (FSDT) is presented for axisymmetric thick-walled cylinders made of functionally graded materials under internal and/or external uniform pressure. The material is assumed to be isotropic heterogeneous with constant Poisson's ratio and radially exponentially varying elastic modulus. At first, general governing equations of the FGM thick cylinders are derived by assumptions of the FSDT. Then the obtained equations are solved under the generalized clamped-clamped conditions. The results are compared with the findings of both FSDT and finite element method (FEM).
An efficient and free of shear locking finite element model is developed and employed to study free vibration of tapered bidirectional functionally graded material (BFGM) beams. The beam material is assumed to be formed from four distinct constituent materials whose volume fraction continuously varies along the longitudinal and thickness directions by power-law functions. The finite element formulation based on the first-order shear deformation theory is derived by using hierarchical functions to interpolate the displacement field. In order to improve efficiency and accuracy of the formulation, the shear strain is constrained to constant and the exact variation of the cross-sectional profile is employed to compute the element stiffness and mass matrices. A comprehensive parametric study is carried out to highlight the influence of the material distribution, the taper and aspect ratios as well as the boundary conditions on the vibration characteristics. Numerical investigation reveals that the proposed model is efficient, and it is capable to evaluate the natural frequencies of BFGM beams by using a small number of the elements. It is also shown that the effect of the taper ratio on the fundamental frequency of the BFGM beams is significantly influenced by the boundary conditions. The present results are of benefit to optimum design of tapered FGM beam structures.
In this paper, the dynamic behaviour of an inclined functionally graded material (FGM) beam with different boundary conditions under a moving mass is investigated based on the first-order shear deformation theory (FSDT). The material properties vary continuously along the beam thickness based on the power-law distribution. The system of motion equations is derived by using Hamilton's principle. The finite element method (FEM) is adopted to develop a general solution procedure. The moving mass is considered on the top surface of the beam instead of supposing it on the mid-plane. In order to consider the Coriolis, centrifugal accelerations and the friction force, the contact force method is used. Moreover, the effects of boundary conditions, the moving mass velocity and various material distributions are studied. For verification of the present results, a comparative fundamental frequency analysis of an FGM beam is conducted and the dynamic transverse displacements of the homogeneous and FGM beams traversed by a moving mass are compared with those in the existing literature. There is a good accord in all compared cases. In this study for the first time in dynamic analysis of the inclined FGM beams, the Coriolis and centrifugal accelerations of the moving mass are taken into account, and it is observed that these accelerations can be ignored for the low-speeds of the moving mass. The new provided results for dynamics of the inclined FGM beams traversed by a moving mass can be significant for the scientific and engineering community in the area of FGM structures.
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.