In this paper, a receding contact problem for an elastic layer resting on two quarter planes is considered. The layer is pressed by a stamp and distributed loads. It is assumed that the contact surfaces are frictionless and only compressive traction can be transmitted through the contact surfaces. In addition the effect of body forces are neglected. Firstly, the problem is solved analytically based on theory of elasticity. In this solution, the problem is reduced into a system of singular integral equations in which contact areas and contact stresses are unknowns using boundary conditions and integral transform techniques. This system is solved numerically using Gauss-Jacobi integral formulation. Secondly, two dimensional finite element analysis of the problem is carried out using ANSYS. The dimensionless quantities for the contact areas and the contact pressures are calculated under various distributed load conditions using both solutions. It is concluded that the position and the magnitude of the distributed load have an important role on the contact area and contact pressure distribution between layer and quarter plane contact surface. The analytic results are verified by comparison with finite element results.
Rigorous analytical solutions are obtained for the plane stress problem of a rectangular plate subjected to non-linearly distributed bending loads on two opposite edges. They are then used in a Galerkin type solution to obtain the corresponding convergent buckling loads. It is shown that the critical bending moment depends significantly on the actual edge load distribution and further the number of nodal lines of the buckled configuration can also be different from that corresponding to a linear antisymmetric distribution of the bending stresses. Results are tabulated for future use while judging approximate numerical solutions.
Alexandrov, Sergei E.;Kien, Nguyen D.;Manh, Dinh V.;Grechnikov, Fedor V.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.58
no.4
/
pp.641-659
/
2016
This paper deals with the pure bending of incompressible elastic perfectly plastic two-layer sheets under plane strain conditions at large strains. Each layer is classified by its yield stress, shear modulus of elasticity and its initial percentage thickness in relation to the whole sheet. The solution found is semi-analytic. In particular, a numerical technique is only necessary to solve transcendental equations. The general solution is cumbersome because different analytic expressions for the radial and circumferential stresses should be adopted in different regions of the whole sheet. In particular, there are several alternative ways a plastic region (or plastic regions) can propagate. However, for any given set of material and process parameters the solution to the problem consists of a sequence of rather simple analytic expressions connected by transcendental equations. The general solution is illustrated by a simple example.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.20
no.4
/
pp.1275-1289
/
1996
The plane elasticity problem of collinear cracks in a layered medium is investigated. The medium is modeled as bonded structure constituted from a surface layer and a semi-infinite substrate. Along the bond line between the two dissimilar homegeneous constituents, it is assumed that as interfacial zone having the functionally graded, nonhomogeneous elastic modulus exists. The layered medium contains three collinear cracks, one in each constituent material oriented perpendicular to the nominal interfaces. The stiffness matrix formulation is utilized and a set of homogeneous conditions relevant to the given problem is readily satisfied. The proposed mixed boundary value problem is then represented in the form of a system of integral equations with Cauchy-type singular kernels. The stress intensity factors are defined from the crack-tip stress fields possessing the standard square-root singular behavior. The resulting values of stress intensity factors mainly address the interactions among the cracks for various crack sizes and material combinations.
Yaylaci, Murat;Adiyaman, Gokhan;Oner, Erdal;Birinci, Ahmet
Computers and Concrete
/
v.27
no.3
/
pp.199-210
/
2021
The aim of this paper was to examine the continuous and discontinuous contact problems between the functionally graded (FG) layer pressed with a uniformly distributed load and homogeneous half plane using an analytical method and FEM. The FG layer is made of non-homogeneous material with an isotropic stress-strain law with exponentially varying properties. It is assumed that the contact at the FG layer-half plane interface is frictionless, and only the normal tractions can be transmitted along the contacted regions. The body force of the FG layer is considered in the study. The FG layer was positioned on the homogeneous half plane without any bonds. Thus, if the external load was smaller than a certain critical value, the contact between the FG layer and half plane would be continuous. However, when the external load exceeded the critical value, there was a separation between the FG layer and half plane on the finite region, as discontinuous contact. Therefore, there have been some steps taken in this study. Firstly, an analytical solution for continuous and discontinuous contact cases of the problem has been realized using the theory of elasticity and Fourier integral transform techniques. Then, the problem modeled and two-dimensional analysis was carried out by using ANSYS package program based on FEM. Numerical results for initial separation distance and contact stress distributions between the FG layer and homogeneous half plane for continuous contact case; the start and end points of separation and contact stress distributions between the FG layer and homogeneous half plane for discontinuous contact case were provided for various dimensionless quantities including material inhomogeneity, distributed load width, the shear module ratio and load factor for both methods. The results obtained using FEM were compared with the results found using analytical formulation. It was found that the results obtained from analytical formulation were in perfect agreement with the FEM study.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
/
v.14
no.2
/
pp.67-78
/
2010
An elastic field composed of symmetric cross-ply laminated material is analyzed in roller guided panel. The plane stress elasticity problem is formulated in terms of two displacement parameters with mixed boundary conditions. The numerical solution for two displacement parameters is obtained using a finite element method considering a panel of glass/epoxy laminated composite. Some components of stress and displacement at different sections of panel are displayed. The results makes sure that the formulation developed in this study can be applied to analyze the characteristics of elastic field made of laminated composite under any boundary conditions.
In this article the frequency response of magneto-flexo-electric rotary porous (MFERP) nanobeams subjected to thermal loads has been investigated through nonlocal strain gradient elasticity theory. A quasi-3D beam model beam theory is used for the expositions of the displacement components. With the aid of Hamilton's principle, the governing equations of MFERP nanobeams are obtained. Further, administrating an analytical solution the frequency problem of MFERP nanobeams are solved. In addition the numerical examples are also provided to evaluate the effect of nonlocal strain gradient parameter, hygro thermo environment, flexoelectric effect, in-plane magnet field, volume fraction of porosity and angular velocity on the dimensionless eigen frequency.
In this study, continuous contact problem in the functionally graded (FG) layer loaded with a FG flat punch resting on the elastic semi-infinite plane was analyzed by the finite element method (FEM). It was assumed that the shear modulus and density of the layer and punch varied according to exponentially throughout their depth. FG layer's weight was included to the problem and additionally all surfaces were considered as frictionless. Analysis of FG materials was performed with a special macro which was added to the ANSYS program. Firstly, the shear modulus of the punch was considered to be very rigid and the results of initial separation load (λcr) and distance (xcr) were compared with the analytical solution. Afterwards, results obtained from the contact analysis made according to the inhomogeneity parameters (β, γ) between FG punch-FG layer which had been unprecedented in the literature were discussed. As a result, FG punch's stress values at the punch edges where stress accumulations occurred were found to be smaller than the rigid punch. The security of the structure, longer life of the material and ease of production are directly related to the reduction of the stress values. The results obtained in this study are important in this respect. Also this work is the first study that investigates the effect of FG punch on the FG layer.
We investigated complex damped modes in beams in the presence of a viscoelastic layer sandwiched between two elastic layers. The problem was solved using two approaches, (1) Rayleigh beam theory and analyzed using the Ritz method, and (2) by using 2D plane stress elasticity based finite-element method. The damping in the layers was modeled using the complex modulus. Simply-supported, cantilever, and viscously supported boundary conditions were considered in this study. Simple trigonometric functions were used as admissible functions in the Ritz method. The key idea behind sandwich structure is to increase damping in a beam as affected by the presence of a highly-damped core layer vibrating mainly in shear. Different assumptions are utilized in the literature, to model shear deformation in the core layer. In this manuscript, we used FEM without any kinematic assumptions for the transverse shear in both the core and elastic layers. Moreover, numerical examples were studied, where the base and constraining layers were also damped. The loss factor was calculated by modal strain energy method, and by solving a complex eigenvalue problem. The efficiency of the modal strain energy method was tested for different loss factors in the core layer. Complex mode shapes of the beam were also examined in the study, and a comparison was made between viscoelastically and viscously damped structures. The numerical results were compared with those available in the literature, and the results were found to be satisfactory.
In this paper, the influence of the polled direction of piezoelectric materials on the stress distribution is studied under time-harmonic dynamical load (time-harmonic Lamb's problem). The system considered in this study consists of piezoelectric covering layer and piezoelectric half-plane, and the harmonic dynamical load acts on the free face of the covering layer. The investigations are carried out by utilizing the exact equations of motion and relations of the linear theory of electro-elasticity. The plane-strain state is considered. It is assumed that the perfect contact conditions between the covering layer and half-plane are satisfied. The boundary value problems under consideration are solved by employing Fourier exponential transformation techniques with respect to coordinates directed along the interface line. Numerical results on the influence of the polled direction of the piezoelectric materials such as PZT-5A, PZT-5H, PZT-4 and PZT-7A on the normal stresses, shear stresses and electric potential acting on the interface plane are presented and discussed. As a result of the analyses, it is established that the polled directions of the piezoelectric materials play an important role on the values of the studied stresses and electric potential.
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.