This paper investigates the static buckling behaviours of Functionally Gradient Polymeric Material (FGPM) shells in the form of hemispherical segment. A new FGPM model based on experimental was considered to investigate the buckling problem of thin-walled spherical shells loaded by the external pressure. The spherical shells were formed by FGPM which was produced adding the two types of graphite powders into epoxy resin. The graphite powders were added to the epoxy resin as volume of 3, 6, 9, and 12%. Halpin-Tsai and Paul models were used to determine the elastic moduli of the parts of FGPM. The detailed static buckling analyses were performed by using finite element method. The influences of the types and volume of graphite powders on the buckling behaviour of the FGPM structures were investigated. The buckling loads of hemispherical FGPM shells based on Halpin-Tsai and Paul models were compared with those determined from the analytical solution of non-graphite condition existing for homogeneous material model. The comparisons between these material models showed that Paul model was overestimated. Besides, the critical buckling loads were predicted. The higher critical buckling loads were estimated for the PV60/65 graphite powder due to the compatible of the PV60/65 graphite powder with resin.
A proper physical modeling of infilled building frame-foundation beam-soil mass interaction system is needed to predict more realistic and accurate structural behavior under static vertical loading. This is achieved via finite element method considering the superstructure, foundation and soil mass as a single integral compatible structural unit. The physical modelling is achieved via use of finite element method, which requires the use of variety of isoparametric elements with different degrees of freedom. The unbounded domain of the soil mass has been discretized with coupled finite-infinite elements to achieve computational economy. The nonlinearity of soil mass plays an important role in the redistribution of forces in the superstructure. The nonlinear behaviour of the soil mass is modeled using hyperbolic model. The incremental-iterative nonlinear solution algorithm has been adopted for carrying out the nonlinear elastic interaction analysis of a two-bay two-storey infilled building frame. The frame and the infill have been considered to behave in linear elastic manner, whereas the subsoil in nonlinear elastic manner. In this paper, the computational methodology adopted for nonlinear soil-structure interaction analysis of infilled frame-foundation-soil system has been presented.
Sub-micrometer size gold particles were electrodeposited on a transparent fluorine-doped tin oxide (FTO) from acetonitrile solution containing $AuCl_4{^-}$ and tetramethylammonium tetraflouroborate (TMATFB) for detecting $NO_2{^-}$. A series of two-electron ($2e^-$) and one-electron ($1e^-$) reductions of the $AuCl_4{^-}-AuCl_2{^-}-Au$ redox systems were observed at FTO and a highly stable and homogeneous distribution of Au on FTO (Au/FTO) was obtained by stepping the potential from 0 to -0.55 V (vs. Ag/$Ag^+$). The Au/FTO electrode exhibited sufficiently high catalytic activity toward the oxidation of $NO_2{^-}$ with a detection limit (S/N = 3) and sensitivity of 2.95 ${\mu}M$ and 223.4 ${\mu}A{\cdot}cm^{-2}{\cdot}mM^{-1}$, respectively, under optimal conditions. It exhibited an interference-free signal for $NO_2{^-}$ detection with excellent recoveries from real samples.
The Probabilistic Traveling Salesman Problem (PTSP) is an important topic in the study of traveling salesman problem and stochastic routing problem. The goal of PTSP is to find a priori tour visiting all customers with a minimum expected length, which simply skips customers not requiring a visit in the tour. There are many existing researches for the homogeneous version of the problem, where all customers have an identical visiting probability. Otherwise, the researches for the heterogeneous version of the problem are insufficient and most of them have focused on search base algorithms. In this paper, we propose a simple construction algorithm to solve the heterogeneous PTSP. The Minimum Expected Length Insertion (MELI) algorithm is a construction algorithm and consists of processes to decide a sequence of visiting customers by inserting the one, with the minimum expected length between two customers already in the sequence. Compared with optimal solutions, the MELI algorithm generates better solutions when the average probability is low and the customers have different visiting probabilities. We also suggest a local search method which improves the initial solution generated by the MELI algorithm.
This study intends to reduce the weight of structure without changing the dynamic characteristics. At first, the Vibration analyses by the Substructure Synthesis Method and FEM using the ANSYS are performed for the engine speed converter to confirm the reliability of the analyzing tools. Weight minimization is performed by the Sensitivity Analysis and the Optimum Structural Modification. To decrease the converter weight ideally, the parts with low sensitivity are to be cut mainly, and the changing quantity of the natural frequency by the cut is to be recovered by the weight modification of the parts with high sensitivity. As the unique mathematical solution for the homogeneous problem( i.e. 0 object function problem) does not exist, the converter is redesigned with much thinner initial thickness. The goal of this study is to recover the dynamic characteristics of redesigned structure to those of the original one. To say in the other words, the modified structure has the same dynamic characteristics and the more lighter weight to compare with the original one. In this analysis, the modification was performed with the redesigned initial thickness of 60 mm and 70 mm. And the numbers of the interesting natural frequencies are 1, 2, 4 respectively. Consequently 27% of weight reduction effects were earned.
막 구조는 형태의 다양성, 막의 가벼움과 내구성, 투광성 및 균질성 때문에 현대 건축물에 다용하게 사용되어 새로운 건축세계를 열어가고 있다. 본 논문은 대공간 건축 구조물에 주로 사용되는 유리섬유 막 재료의 역학적 특성에 대한 연구이다. 현재 주로 사용되는 건축용 막 재료의 종류에는 PVC, PVF, PVDF, PTFE, ETFE 막재들이 있다. 본 연구에서는 이러한 건축용 막재료에 대한 역학적 시험 방법을 정립하고, PTFE 코팅 유리섬유 막재에 대한 인장강도, 인열강도 및 반복하중 시험 등을 실시하여 건축용 막 재료의 역학적 특성을 분석하고자 한다.
Stress and displacement fields of a propagating Mode III crack in an orthotropic functionally gradient material (OFGM), which has (1) linear variation of shear modulus with a constant density, and (2) an exponential variation of shear modulus and density, are derived. The equations of motion in OFGM are developed and solution to the displacement and stress fields fer a propagating crack at constant speed though an asymptotic analysis. The stress terms associated with $\gamma^{-1/2}\;and\;\gamma^{0}$ are not affected by the FGM constant $\zeta$ which is nonhomogeneous parameter, only on the higher order terms, the influences of nonhomogeneity on the stress are explicitly brought out. When the FGM constant $\zeta\;is\;zero\;or\;\gamma{\rightarrow}0$, the fields for OFGM are almost same as the those for homogeneous orthotropic material. Using the stress components, the effects of nonhomogeneity on stress components are discussed.
Revisited in this paper are Green's functions for unit concentrated forces in an infinite orthotropic Kirchhoff plate. Instead of obtaining Green's functions expressed in explicit forms in terms of Barnett-Lothe tensors and their associated tensors in cylindrical or dual coordinates systems, presented here are Green's functions expressed in two quasi-harmonic functions in a Cartesian coordinates system. These functions could be applied to thin plate problems regardless of whether the plate is homogeneous or inhomogeneous in the thickness direction. With a composite variable defined as $z=x_1+ipx_2$ which is adopted under the necessity of expressing the Green's functions in terms of two quasi-harmonic functions in a Cartesian coordinates system Stroh-like formalism for orthotropic Kirchhoffplates is evolved. Using some identities of logarithmic and arctangent functions given in this paper, the Green's functions are presented in terms of two quasi-harmonic functions. These forms of Green's functions are favorable to obtain the Newtonian potentials associated with defect problems. Thus, the defects in the orthotropic plate may be easily analyzed by way of the Green's function method.
This paper presents a semi-analytical solution for the creep analysis and life assessment of 304L austenitic stainless steel thick truncated conical shells using multilayered method based on the first order shear deformation theory (FSDT). The cone is subjected to the non-uniform internal pressure and temperature gradient. Damages are obtained in thick truncated conical shell using Robinson's linear life fraction damage rule, and time to rupture and remaining life assessment is determined by Larson-Miller Parameter (LMP). The creep response of the material is described by Norton's law. In the multilayer method, the truncated cone is divided into n homogeneous disks, and n sets of differential equations with constant coefficients. This set of equations is solved analytically by applying boundary and continuity conditions between the layers. The results obtained analytically have been compared with the numerical results of the finite element method. The results show that the multilayered method based on FSDT has an acceptable amount of accuracy when one wants to obtain radial displacement, radial, circumferential and shear stresses. It is shown that non-uniform pressure has significant influences on the creep damages and remaining life of the truncated cone.
본 논문에서는 상관함수와 최소자승 기법에 기반하여 단일 음원의 위치가 원거리 혹은 근거리 모두 가능한 경우, 이에 상관없이 닫힌 형태로 위치를 추정하는 기법을 제안한다. 최근 균일 환영 배열에서 상호상관함수를 이용하여 원거리 단일 음원의 위치를 2차원으로 추정하는 기법이 제안되었으며, 이를 확장하여 근거리 단일 음원의 위치를 3차원으로 추정하는 기법이 제안되었다. 그러나 기존 기법은 음원의 위치가 원거리, 혹은 근거리로 제한된 상황만 다루고 있다. 반면 제안 기법은 먼저 원거리 음원으로 가정하여 거리 독립적으로 방위와 고각을 구하고 이후 거리 추정에서 원거리와 근거리 음원을 구분하여 혼합 환경에 적용가능하다. 시뮬레이션에서는 두 가지 경우 모두에 대해 실험하여 제안 기법의 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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