Macroperforations improve the sound absorption performance of porous materials in acoustic cavities and in waveguides. In an acoustic cavity, enhanced noise reduction is achieved using porous materials having macroperforations. Double porosity materials are obtained by filling these macroperforations with different poroelastic materials having distinct physical properties. The locations of macroperforations in porous layers can be chosen based on cavity mode shapes. In this paper, the effect of variation of macroporosity and double porosity in porous materials on noise reduction in an acoustic cavity is presented. This analysis is done keeping each perforation size constant. Macroporosity of a porous material is the fraction of area covered by macro holes over the entire porous layer. The number of macroperforations decides macroporosity value. The system under investigation is an acoustic cavity having a layer of poroelastic material rigidly attached on one side and excited by an internal point source. The overall sound pressure level (SPL) inside the cavity coupled with porous layer is calculated using mixed displacement-pressure finite element formulation based on Biot-Allard theory. A 32 node, cubic polynomial brick element is used for discretization of both the cavity and the porous layer. The overall SPL in the cavity lined with porous layer is calculated for various macroporosities ranging from 0.05 to 0.4. The results show that variation in macroporosity of the porous layer affects the overall SPL inside the cavity. This variation in macroporosity is based on the cavity mode shapes. The optimum range of macroporosities in poroelastic layer is determined from this analysis. Next, SPL is calculated considering periodic and nodal line based optimum macroporosity. The corresponding results show that locations of macroperforations based on mode shapes of the acoustic cavity yield better noise reduction compared to those based on nodal lines or periodic macroperforations in poroelastic material layer. Finally, the effectiveness of double porosity materials in terms of overall sound pressure level, compared to equivolume double layer poroelastic materials is investigated; for this the double porosity material is obtained by filling the macroperforations based on mode shapes of the acoustic cavity.
Using a combination of nonlocal Eringen as well as classical beam theories, this research explores the thermal buckling of a bidirectional functionally graded nanobeam. The formulations of the presented problem are acquired by means on conserved energy as well as nonlocal theory. The results are obtained via generalized differential quadrature method (GDQM). The mechanical properties of the generated material vary in both axial and lateral directions, two-dimensional functionally graded material (2D-FGM). In nanostructures, porosity gaps are seen as a flaw. Finally, the information gained is used to the creation of small-scale sensors, providing an outstanding overview of nanostructure production history.
In the current research, the thermal buckling characteristics of the bi-directional functionally graded nano-scale tapered beam on the basis of a couple of nonlocal Eringen and classical beam theories are scrutinized. The nonlocal governing equation and associated nonlocal boundary conditions are constructed using the conservation energy principle, and the resulting equations are solved using the generalized differential quadrature method (GDQM). The mechanical characteristics of the produced material are altered along both the beam length and thickness direction, indicating that it is a two-dimensional functionally graded material (2D-FGM). It is thought that the nanostructures are defective because to the presence of porosity voids. Finally, the obtained results are used to design small-scale sensors and make an excellent panorama of developing the production of nanostructures.
In this paper thermo-mechanical vibration analysis of a porous functionally graded (FG) Timoshenko beam in thermal environment with various boundary conditions are performed by employing a semi analytical differential transform method (DTM) and presenting a Navier type solution method for the first time. The temperature-dependent material properties of FG beam are supposed to vary through thickness direction of the constituents according to the power-law distribution which is modified to approximate the material properties with the porosity phases. Also the porous material properties vary through the thickness of the beam with even and uneven distribution. Two types of thermal loadings, namely, uniform and linear temperature rises through thickness direction are considered. Derivation of equations is based on the Timoshenko beam theory in order to consider the effect of both shear deformation and rotary inertia. Hamilton's principle is applied to obtain the governing differential equation of motion and boundary conditions. The detailed mathematical derivations are presented and numerical investigations are performed while the emphasis is placed on investigating the effect of several parameters such as porosity distributions, porosity volume fraction, thermal effect, boundary conditions and power-low exponent on the natural frequencies of the FG beams in detail. It is explicitly shown that the vibration behavior of porous FG beams is significantly influenced by these effects. Numerical results are presented to serve benchmarks for future analyses of FG beams with porosity phases.
This work investigates the effect of Winkler/Pasternak/Kerr foundation and porosity on dynamic behavior of FG plates using a simple quasi-3D hyperbolic theory. Four different patterns of porosity variations are considered in this study. The used quasi-3D hyperbolic theory is simple and easy to apply because it considers only four-unknown variables to determine the four coupled vibration responses (axial-shear-flexion-stretching). A detailed parametric study is established to evaluate the influences of gradient index, porosity parameter, stiffness of foundation parameters, mode numbers, and geometry on the natural frequencies of imperfect FG plates.
In this work, a new hyperbolic shear deformation beam theory is proposed based on a modified couple stress theory (MCST) to investigate the bending and free vibration responses of functionally graded (FG) micro beam made of porous material. This non-classical micro-beam model introduces the material length scale coefficient which can capture the size influence. The non-classical beam model reduces to the classical beam model when the material length scale coefficient is set to zero. The mechanical material properties of the FG micro-beam are assumed to vary in the thickness direction and are estimated through the classical rule of mixture which is modified to approximate the porous material properties with even and uneven distributions of porosities phases. Effects of several important parameters such as power-law exponents, porosity distributions, porosity volume fractions, the material length scale parameter and slenderness ratios on bending and dynamic responses of FG micro-beams are investigated and discussed in detail. It is concluded that these effects play significant role in the mechanical behavior of porous FG micro-beams.
The Al die casting process has been widely used in the manufacturing of automotive parts when the process requires near-net shape casting and a high productive rate. However, porosity arises in the casting process, and this hampers the wider use of this method for the creation of high-durability automotive components. The porosity can be controlled by the shot condition, but, it is critical to set the shot condition in the sleeve, and it remains difficult to optimize the shot condition to avoid air entrapment efficiently. In this study, the 4.5 mm, 2.0 mm plate die castings were fabricated under various shot conditions, such as plunger velocities of 0.7 m/s ~ 3.0 m/s and fast shot set points of the cavity of -25%, 0%, 25%, and 50%. The mold filling behavior of Al melts in the cavity was analyzed by a numerical method. Also, according to the shot conditions, the results of numerical analyses were compared to those of die-casting experiments. The porosity levels of the plate castings were analyzed by X-ray CT images and by density and microstructural analyses. The effects of the porosity on the mechanical properties were analyzed by tensile tests and hardness tests. The simulation results are in good general agreements with the die-casting experimental results. When plunger velocity and fast shot set point are 1.0 m/s and cavity 25% position, castings had optimum condition for good mechanical properties and a low level of porosity.
The effect of porosity on bending and free vibration behavior of simply supported functionally graded plate reposed on the Winkler-Pasternak foundation is investigated analytically in the present paper. The modified rule of mixture covering porosity phases is used to describe and approximate material properties of the FGM plates with porosity phases. The effect due to transverse shear is included by using a new refined shear deformation theory. The number of unknown functions involved in the present theory is only four as against five or more in case of other shear deformation theories. The Poisson ratio is held constant. Based on the sinusoidal shear deformation theory, the position of neutral surface is determined and the equation of motion for FG rectangular plates resting on elastic foundation based on neutral surface is obtained through the minimum total potential energy and Hamilton's principle. The convergence of the method is demonstrated and to validate the results, comparisons are made with the available solutions for both isotropic and functionally graded material (FGM). The effect of porosity volume fraction on Al/Al2O3 and Ti-6Al-4V/Aluminum oxide plates are presented in graphical forms. The roles played by the constituent volume fraction index, the foundation stiffness parameters and the geometry of the plate is also studied.
The effect of the porosity and its distribution shape on the normal and shear interfacial stresses of the FGM beam strengthened with FRP plate subjected to a uniformly distributed load are investigated analytically in the present paper. Basically, the governing equations of FGM beams with porosity strengthened with composite plates are identical to the ones without porosity. Nonetheless, when the effect of the porosity and its distribution shape are taken into account, the rule of mixture was reformulated to assess the material characteristics with the porosity phases and its distribution shape. This work discusses the influence of the gradient index, the porosity and its distribution shape on the interfacial stresses.
The functionally graded materials (FGM) used in plates contain probably a porosity volume fraction which needs taking into account this aspect of imperfection in the mechanical bahavior of such structures. The present work aims to study the effect of the distribution forms of porosity on the bending of simply supported FG plate reposed on the Winkler-Pasternak foundation. A refined theory of shear deformation is developed to study the effect of the distribution shape of porosity on static behavior of FG plates. It was found that the distribution form of porosity significantly influence the mechanical behavior of FG plates, in terms of deflection, normal and shear stress. It can be concluded that the proposed theory is simple and precise for the resolution of the behavior of flexural FGM plates resting on elastic foundations while taking into account the shape of distribution of the porosity.
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.