Yousefzadeh, Sh.;Jafari, A.A.;Mohammadzadeh, A.;Najafi, M.
Structural Engineering and Mechanics
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제65권5호
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pp.523-533
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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 research deals with the influence of nonlinearities associated with impact and sliding upon the rocking behavior of a rigid block, which is subjected to two-dimensional horizontal and vertical excitation. Nonlinearities in the vibration were found to depend strongly on the effect of the impact between the block and the base, which involves an abrupt reduction in the system's kinetic energy. In particular, when sliding occurs, the rocking behavior is substantially changed. Response analysis using a non-dimensional rocking equation was carried out for a variety of excitation levels and excitation frequencies. The chaos responses were observed over a wide response region, particularly, in the cases of high vertical displacement and violent sliding motion, and the chaos characteristics appear in the time histories, Poincare maps, power spectra and Lyapunov exponents of the rocking responses. The complex behavior of chaotic response, in phase space, is illustrated by the Poincare map. The distribution of the rocking response is described by bifurcation diagrams and the effects of sliding motion are examined through the several rocking response examples.
Extinction characteristics and acoustic response of hydrogen-air diffusion flames at various pressures are numerically studied by employing counterflow diffusion flame as a model flamelet in turbulent flames in combustion chambers. The numerical results show that extinction strain rate increases linearly with pressure and then decreases, and increases again at high pressures. Thus, flames are classified into three pressure regimes. Such nonmonotonic behavior is caused by the change in chemical kinetic behavior as pressure rises. The investigation of acoustic-pressure response in each regime, for better understanding of combustion instability, shows different characteristics depending on pressure. At low pressures, pressure-rise causes the increase in flame temperature and chain branching/recombination reaction rates, resulting in increased heat release. Therefore, amplification in pressure oscillation is predicted. Similar phenomena are predicted at high pressures. At moderate pressures, weak amplification is predicted since flame temperature and chain branching reaction rate decreases as pressure rises. This acoustic response can be predicted properly only with detailed chemistry or proper reduced chemistry.
The process of producing high precision and light weight product is always exposed to impact load or shock. Because of this, isolator device is required. To measure the response of the isolator, accelerometer is practically used. However, the measured response of the accelerometer is different to the response of the isolator. To predict the response of the accelerometer and the isolator, 2-DOF damped system with an input shock is modeled using numerical analysis. 1-DOF damped system with a base excitation is also used to predict the response of the isolator. The mass ratio, damping ratio, and natural frequency ratio are then varied. The predicted responses from the two modeling approaches are compared and large errors are found.
In recent years, interest is growing in the engineering community on the experimental assessment and the theoretical prediction of the out-of-plane (OOP) seismic response of unreinforced masonry (URM) infills, which are widespread in Reinforced Concrete (RC) buildings in Europe and in the Mediterranean area. In the literature, some mechanical-based models for the prediction of the entire OOP force-displacement response have been formulated and proposed. However, the small number of experimental tests currently available has not allowed, up to current times, a robust and reliable evaluation of the predictive capacity of such response models. To enrich the currently available experimental database, six pure OOP tests on URM infills in RC frames were carried out at the Department of Structures for Engineering and Architecture of the University of Naples Federico II. Test specimens were built with the same materials and were different only for the thickness of the infill walls and for the number of their edges mortared to the confining elements of the RC frames. In this paper, the results of these experimental tests are briefly recalled. The main aim of this study is comparing the experimental response of test specimens with the prediction of mechanical models presented in the literature, in order to assess their effectiveness and contribute to the definition of a robust and reliable model for the evaluation of the OOP seismic response of URM infill walls.
In this paper, we constructed the analytic model of control valve as a function of electric and geometric parameters, and analyzed the influence of the design parameters on the dynamic characteristics. For improving the dynamic characteristics, optimal design is conducted by applying sequential quadratic programming method to the analytic model. This optimal design aims to minimize the response time and maximize force efficiency. By this procedure, control valve can be designed to have fast response in motion.
A new concept sea-floating port called mobile harbor has been introduced, in order to resolve the limitation of current above-ground port facilities against the continuous growth of worldwide marine transportation. One of important subjects in the design of a mobile harbor is to secure the dynamic stability against wave-induced excitation, because a relatively large-scale heavy crane system installed at the top of mobile harbor should load/unload containers at sea under the sea state up to level 3. In this context, this paper addresses a two-step sequential analytical-numerical method for analyzing the structural dynamic response of the mobile harbor crane system to the wave-induced rolling excitation. The rigid ship motion of mobile harbor by wave is analytically solved, and the flexible dynamic response of the crane system by the rigid ship motion is analyzed by the finite element method. The hydrodynamic effect between sea water and mobile harbor is reflected by means of the added moment of inertia.
For mechanical force to induce changes in cellular behaviors, two main processes are inevitable; perception of the force and response to it. Perception of mechanical force by cells, or mechanosensing, requires mechanical force-induced conformational changes in mechanosensors. For this, at least one end of the mechanosensors should be anchored to relatively fixed structures, such as extracellular matrices or the cytoskeletons, while the other end should be pulled along the direction of the mechanical force. Alternatively, mechanosensors may be positioned in lipid bilayers, so that conformational changes in the embedded sensors can be induced by mechanical force-driven tension in the lipid bilayer. Responses to mechanical force by cells, or mechanotransduction, require translation of such mechanical force-induced conformational changes into biochemical signaling. For this, protein-protein interactions or enzymatic activities of mechanosensors should be modulated in response to force-induced structural changes. In the last decade, several molecules that met the required criteria of mechanosensors have been identified and proven to directly sense mechanical force. The present review introduces examples of such mechanosensors and summarizes their mechanisms of action.
The frequency response functions of systems incorporating a non-linear cubic stiffness subject to sinusoidal excitation are derived using the Volterra series and the convergence characteristics investigated. It is shown that the series representation of the frequency response functions converges only when the sinewave input amplitude is within a certain range. Within the range of convergence the frequency response function based on the Volterra series approaches the analytical one as more higher order frequency response function terms are included. Proposed is a criterion for the studies systems to predict approximately the range of sinewave input amplitude for which the series representation of the frequency response functions converges.
점용접은 자동차 산업에서 차체 구조물의 대표적 접합방법으로서 차량에 피로하중이 작용할 경우 구조물 전체의 파손 발생이전에 점용접부 일부에 조기 피로파손의 발생가능성이 존재한다. 이러한 점용접부의 국부적 파손은 차량 구조물의 동적 반응 및 이에 따른 피로거동의 변화를 야기할 가능성이 존재한다. 따라서 차량과 같이 스펙트럼하중을 받는 구조물의 피로수명 평가를 위해서는 이러한 점용접부의 국부적 파손에 의한 동적 반응의 변화를 고려하여야 한다. 본 논문에서는 점용접부의 누적피로손상으로 인한 동적반응의 변화를 고려한 진동피로해석을 수행하였다. 이에 필요한 S-N 선도는 전단 점용접 시험편에 대한 일정진폭 피로시험을 통하여 획득하였다. 또한 스펙트럼하중하의 점용접부의 피로수명은 유한요소해석에 기반한 진동피로해석을 통하여 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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