In this paper the free vibration frequencies of tri-directional functionally graded materials imperfect plate is investigated for Several plate geometries with two types of porosity (even and uneven) and different type of material configuration. The effect of several parameters such as power law index and boundary conditions have been investigated. For this purpose, an efficient computational method is developed and written under Matlab environment, based on a three-dimensional modeling and the isogeometric method is used for the discretization of the structure based on NURBS (Nonuniform rational B-spline) basis functions. The results obtained by the present method are validated by the comparison with the results given by several authors in the literature.
In the present paper, the numerical dynamic analysis of a functionally graded nano-scale nonuniform tube was investigated according to the high-order beam theory coupled with the nonlocal gradient strain theory. The supposed cross-section is changed along the pipe length, and the material distribution, which combines both metal and ceramics, is smoothly changed in the pipe length direction, which is called axially functionally graded (AFG) pipe. Moreover, the porosity voids are dispersed in the cross-section and the radial pattern that the existence of both material distribution along the tube length and porosity voids make a two-dimensional functionally graded (2D-FG) truncated conical pipe. On the basis of the Hamilton principle, the governing equations and the associated boundary conditions equations are derived, and then a numerical approach is applied to solve the obtained equations.
Alazwari, Mashhour A.;Esen, Ismail;Abdelrahman, Alaa A.;Abdraboh, Azza M.;Eltaher, Mohamed A.
Advances in nano research
/
v.12
no.3
/
pp.231-251
/
2022
Dynamic behavior of temperature-dependent Reddy functionally graded (RFG) nanobeam subjected to thermomagnetic effects under the action of moving point load is carried out in the present work. Both symmetric and sigmoid functionally graded material distributions throughout the beam thickness are considered. To consider the significance of strain-stress gradient field, a material length scale parameter (LSP) is introduced while the significance of nonlocal elastic stress field is considered by introducing a nonlocal parameter (NP). In the framework of the nonlocal strain gradient theory (NSGT), the dynamic equations of motion are derived through Hamilton's principle. Navier approach is employed to solve the resulting equations of motion of the functionally graded (FG) nanoscale beam. The developed model is verified and compared with the available previous results and good agreement is observed. Effects of through-thickness variation of FG material distribution, beam aspect ratio, temperature variation, and magnetic field as well as the size-dependent parameters on the dynamic behavior are investigated. Introduction of the magnetic effect creates a hardening effect; therefore, higher values of natural frequencies are obtained while smaller values of the transverse deflections are produced. The obtained results can be useful as reference solutions for future dynamic and control analysis of FG nanobeams reinforced nanocomposites under thermomagnetic effects.
This article investigates the nonlinear behavior of two-directional functionally graded materials (TDFGM) doubly curved panels with porosities for the first time. An improved and effectual approach is established based on the improved first-order shear deformation shell theory (IFSDST) and von Karman's type nonlinearity. The IFSDST considers the effects of shear deformation without the need for a shear correction factor. The composition of TDFGM constitutes four different materials, and the modified power-law function is employed to vary the material properties continuously in both thickness and longitudinal directions. A nonlinear finite element method in conjunction with Hamilton's principle is used to obtain the governing equations. Then, the direct iterative method is incorporated to accomplish the numerical results using the frequency-amplitude, nonlinear central deflection relations. Finally, the influence of volume fraction grading indices, porosity distributions, porosity volume, curvature ratio, thickness ratio, and aspect ratio provides a thorough insight into the linear and nonlinear responses of the porous curved panels. Meanwhile, this study emphasizes the influence of the volume fraction gradation profiles in conjunction with the various material and geometrical parameters on the linear frequency, nonlinear frequency, and deflection of the TDFGM porous shells. The numerical analysis reveals that the frequencies and nonlinear deformations can be significantly regulated by changing the volume fraction gradation profiles in a specified direction with an appropriate combination of materials. Hence, TDFGM panels can overcome the drawbacks of the functionally graded materials with a gradation of properties in a single direction.
Slimane Debbaghi;Mouloud Dahmane;Mourad Benadouda;Hassen Ait Atmane;Nourddine Bendenia;Lazreg Hadji
Coupled systems mechanics
/
v.13
no.1
/
pp.43-60
/
2024
This work presents an analytical approach to investigate wave propagation in bi-directional functionally graded cantilever porous beam. The formulations are based on Touratier's higher-order shear deformation beam theory. The physical properties of the porous functionally graded material beam are graded through the width and thickness using a power law distribution. Two porosities models approximating the even and uneven porosity distributions are considered. The governing equations of the wave propagation in the porous functionally graded beam are derived by employing the Hamilton's principle. Closed-form solutions for various parameters and porosity types are obtained, and the numerical results are compared with those available in the literature.The numerical results show the power law index, number of wave, geometrical parameters and porosity distribution models affect the dynamic of the FG beam significantly.
Shahabeddin Hatami;Mohammad J. Zarei;Seyyed H. Asghari Pari
Advances in nano research
/
v.17
no.1
/
pp.19-32
/
2024
Functionally graded-carbon nanotube (FG-CNT) is expected to be a new generation of materials with a wide range of potential applications in technological fields such as aerospace, defense, energy, and structural industries. In this paper, an exact finite strip method for functionally graded-carbon nanotube sandwich plates is developed using first-order shear deformation theory to get the exact natural frequencies of the plates. The face sheets of the plates are made of FG-CNT with continuous and smooth grading based on the power law index. The equations of motion have been generated based on the Hamilton principle. By extracting the exact stiffness matrix for any strip of the sandwich plate as a non-algebraic function of natural frequencies, it is possible to calculate the exact free vibration frequencies. The accuracy and efficiency of the current method is established by comparing its findings to the results of the literature works. Examples are presented to prove the efficiency of the generated method to deal with various problems, such as the influence of the length-to-height ratio, the power law index, and a core-to-face sheet thickness of the single and multi-span sandwich plates with various boundary conditions on the natural frequencies. The exact results obtained from this analysis can check the validity and accuracy of other numerical methods.
The importance of safety culture has been emphasized to achieve a high level of safety. In this light, a systematic method to more properly deal with safety culture is necessary. Here, a decision-making tool that can apply a graded approach to the analysis of safety culture is proposed, called the F-D matrix, which determines the frequency and the difficulty of safety culture attributes recently defined by the IAEA. A hierarchical model of difficulty contributors was developed as a scoring standard, and its elements were weighted via expert evaluation using the analytic hierarchy process. The frequency of the attributes was derived by analyzing reported events from nuclear power plants in the Republic of Korea. Period-by-period comparisons with the F-D matrix can show trends in the change of the maturity level of an organization's safety culture and help to evaluate the effectiveness of previously implemented measures. In the evaluating the difficulty of the attributes in the recently developed harmonized safety culture model, the difficulties of Trending, Benchmarking, Resilience, and Documentation and Procedures were found to be relatively high, while the difficulties of Conflicts are Resolved, Ownership, Collaboration, and Respect is Evident were found to be relatively low. A case study was conducted with an analysis period of 10 years to attempt to reflect the many changes in safety culture that have been made following the Fukushima accident in March 2011. As a result of comparing two periods following the Fukushima accident, the overall frequency decreased by about 40%, providing evidence for the effects of the various improvements and measures taken following the increased emphasis on safety culture. The proposed F-D matrix provides a new analytical perspective and enables an in-depth analysis of safety culture.
In the present work, a simple and refined shear deformation theory is used to analyze the effect of visco-elastic foundation on the buckling response of exponentially-gradient sandwich plates under various boundary conditions. The proposed theory includes indeterminate integral variables kinematic with only four generalized parameters, in which no shear correction factor is used. The visco-Pasternak's foundation is taken into account by adding the influence of damping to the usual foundation model which characterized by the linear Winkler's modulus and Pasternak's foundation modulus. The four governing equations for FGM sandwich plates are derived by employing principle of virtual work. To solve the buckling problem, Galerkin's approach is utilized for FGM sandwich plates for various boundary conditions. The analytical solutions for critical buckling loads of several types of powerly graded sandwich plates resting on visco-Pasternak foundations under various boundary conditions are presented. Some numerical results are presented to indicate the effects of inhomogeneity parameter, elastic foundation type, and damping coefficient of the foundation, on the critical buckling loads.
Yousefzadeh, Sh.;Jafari, A.A.;Mohammadzadeh, A.;Najafi, M.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.65
no.5
/
pp.523-533
/
2018
In this study, the dynamic response of a functionally graded material (FGM) circular plate in contact with incompressible fluid under the harmonic load is investigated. Analysis of the plate is based on First-order Shear Deformation Plate Theory (FSDT). The governing equation of the oscillatory behavior of the fluid is obtained by solving Laplace equation and satisfying its boundary conditions. A new set of admissible functions, which satisfy both geometrical and natural boundary conditions, are developed for the free vibration analysis of moderately thick circular plate. The Chebyshev-Ritz Method is employed together with this set of admissible functions to determine the vibrational behaviors. The modal superposition approach is used to determine the dynamic response of the plate exposed to harmonic loading. Numerical results of the force vibrations and the effects of the different geometrical parameters on the dynamic response of the plate are investigated. Finally, the results of this research in the limit case are compared and validated with the results of other researches and finite element model (FEM).
This article presents a finite element (FE) model to assess the free vibration and static response of a functionally graded skew magneto-electro-elastic (FGSMEE) plate. Through the thickness material grading of FGSMEE plate is achieved using power law distribution. The coupled constitutive equations along with the total potential energy approach are used to develop the FE model of FGSMEE plate. The transformation matrix is utilized in bringing out the element matrix corresponding to the global axis to a local axis along the skew edges to specify proper boundary conditions. The effect of skew angle on the natural frequency of an FGSMEE plate is analysed. Further, the study includes the evaluation of the static behavior of FGSMEE plate for various skew angles. The influence of skew angle on the primary quantities such as displacements, electric potential, and magnetic potential, and secondary quantities such as stresses, electric displacement and magnetic induction is studied in detail. In addition, the effect of power-law gradient, thickness ratio, boundary conditions and aspect ratio on the free vibration and static response characteristics of FGSMEE plate has been investigated.
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.