Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2003.10a
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pp.348-356
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2003
Recently, the buckling is easy to happen a thin plate and High Tensile Steel is used at the steel structure and marine structure so that it is wide. Especially, the post-buckling is becoming important design criteria in the ship structure to use especially the High Tensile Steel. Consequently, it is important that we grasp the conduct post-buckling behaviour accurately at the stability of the ship structure or marine structure. In this study, examined closely about conduct and snap-through behaviour after initial buckling of thin plate structure which apply compressive load according to various kinds initial deflection shape under all edges simply supported condition that make by buckling formula in each payment in advance rule to place which is representative construction of hull. Analysis method is F.E.M in used ANSYS program and complicated nonlinear behaviour to analyze such as secondary buckling with snap-through behaviour. Nonlinear buckling control is applied between newton-raphson method and arc-length method in this study
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.19
no.8
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pp.1889-1900
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1995
In this study, a large deflection analysis of a plane frame composed of a thin-walled tube in investigated. When bent, a thin-walled tube is usually controlled by local buckling and subsequent bending collapse of the section. So load resistance reaches the yield level in a thin-walled rectangular tube. This relationship can be divided into three regimes : elastic, post-buckling and crippling. In this paper, this relationship is theoretically presented to be capable of describing nonlinearities and a stiffness matrix is derived by introducing a compound beam-spring element. A numerical analysis uses a constant incremental energy method and the solution is obtained by modifying stiffness matrix at elastic/inelastic stage. This analytical results, load-deflection paths show a good agreement with the test results.
In this paper, the thermal post-buckling behavior of graphene platelets reinforced metal foams (GPLRMFs) plate with initial geometric imperfections on nonlinear elastic foundations are studied. First, the governing equation is derived based on the first-order shear deformation theory (FSDT) of plate. To obtain a single equation that only contains deflection, the Galerkin principle is employed to solve the governing equation. Subsequently, a comparative analysis was conducted with existing literature, thereby verifying the correctness and reliability of this paper. Finally, considering three GPLs distribution types (GPL-A, GPL-B, and GPL-C) of plates, the effects of initial geometric imperfections, foam distribution types, foam coefficients, GPLs weight fraction, temperature changes, and elastic foundation stiffness on the thermal post-buckling characteristics of the plates were investigated. The results show that the GPL-A distribution pattern exhibits the best buckling resistance. And with the foam coefficient (GPLs weight fraction, elastic foundation stiffness) increases, the deflection change of the plate under thermal load becomes smaller. On the contrary, when the initial geometric imperfection (temperature change) increases, the thermal buckling deflection increases. According to the current research situation, the results of this article can play an important role in the thermal stability analysis of GPLRMFs plates.
In this paper, the buckling behavior of triaxially braided circular arch with monosymmetric open section subjected to three-point bending was studied experimentally and numerically. First, test specimens were manufactured using vacuum assisted resin transfer molding (VARTM). Then the specimen was tested under three-point bending to determine the ultimate buckling strength. Before performing the numerical analysis, effective material properties of the braided composite were obtained through micro-meso scale analysis virtual testing validated with available test results. Then linear buckling analysis and geometrically non-linear post buckling analysis, established to simulate the test setup, were performed to study the buckling behavior of the composite frame. Analysis results were compared with experimentally obtained ones for verification. The effect of manufacturing defects of tow misalignment, irregular surface and resin rich region, and uncertainties during test setup were studied using numerical models. From the numerical analyses performed it was observed that both manufacturing defect and uncertainties had effect on the buckling behavior and strength.
The purpose of this research is to study the nonlinear free vibration and post-buckling analysis of functionally graded carbon nanotube reinforced composite (FG-CNTRC) beams resting on a nonlinear elastic foundation. Uniformly and functionally graded distributions of single walled carbon nanotubes as reinforcing phase are considered in the polymeric matrix. The modified form of rule of mixture is used to estimate the material properties of CNTRC beams. The governing equations are derived employing Euler-Bernoulli beam theory along with energy method and Hamilton's principle. Applying von $K\acute{a}rm\acute{a}n's$ strain-displacement assumptions, the geometric nonlinearity is taken into consideration. The developed governing equations with quadratic and cubic nonlinearities are solved using variational iteration method (VIM) and the analytical expressions and numerical results are obtained for vibration and stability analysis of nanocomposite beams. The presented comparative results are indicative for the reliability, accuracy and fast convergence rate of the solution. Eventually, the effects of different parameters, such as foundation stiffness, volume fraction and distributions of carbon nanotubes, slenderness ratio, vibration amplitude, coefficients of elastic foundation and boundary conditions on the nonlinear frequencies, vibration response and post-buckling loads of FG-CNTRC beams are examined. The developed analytical solution provides direct insight into parametric studies of particular parameters of the problem.
Anandrao, K. Sanjay;Gupta, R.K.;Ramchandran, P.;Rao, G. Venkateswara
Structural Engineering and Mechanics
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v.44
no.3
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pp.339-361
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2012
Large amplitude free vibration and thermal post-buckling of shear flexible Functionally Graded Material (FGM) beams is studied using finite element formulation based on first order Timoshenko beam theory. Classical boundary conditions are considered. The ends are assumed to be axially immovable. The von-Karman type strain-displacement relations are used to account for geometric non-linearity. For all the boundary conditions considered, hardening type of non-linearity is observed. For large amplitude vibration of FGM beams, a comprehensive study has been carried out with various lengths to height ratios, maximum lateral amplitude to radius of gyration ratios, volume fraction exponents and boundary conditions. It is observed that, for FGM beams, the non-linear frequencies are dependent on the sign of the vibration amplitudes. For thermal post-buckling of FGM beams, the effect of shear flexibility on the structural response is discussed in detail for different volume fraction exponents, length to height ratios and boundary conditions. The effect of shear flexibility is observed to be predominant for clamped beam as compared to simply supported beam.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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2009.04a
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pp.48-51
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2009
Excessive wavy surfaces formed by a cold or hot-rolling process in a thin plate degrade the value of the plate significantly, which is called flatness problem in the industry. It is a result of post-buckling due to the residual stress caused by the rolling process. A unique difficulty of the problem as a buckling problem is that the buckling length is not given but has to be found. a new approach is developed to solve the flatness problem by extending a classic post-buckling analysis method based on the energy principle. The approach determines the buckling length and amplitude. The new solution approach can be used to determine the condition for the maximum rolling production that does not cause the flatness problem.
In this paper, analysis of thermal post-buckling behaviors of sandwich nanobeams with two layers of multi-phase magneto-electro-thermo-elastic (METE) composites have been presented considering geometric imperfection effects. Multi-phase METE material is composed form piezoelectric and piezo-magnetic constituents for which the material properties can be controlled based on the percentages of the constituents. Nonlinear governing equations of sandwich nanobeam are derived based on nonlocal elasticity theory together with classic thin beam model and an analytical solution is provided. It will be shown that post-buckling behaviors of sandwich nanobeam in thermo-electro-magnetic field depend on the constituent's percentages. Buckling temperature of sandwich nanobeam is also affected by nonlocal scale factor, magnetic field intensity and electrical voltage.
This paper presents the theoretical developments of an exact finite strip for the buckling and initial post-buckling analyses of isotropic flat plates. The so-called exact finite strip is assumed to be simply supported out-of-plane at the loaded ends. The strip is developed based on the concept that it is effectively a plate. The present method, which is designated by the name Full-analytical Finite Strip Method in this paper, provides an efficient and extremely accurate buckling solution. In the development process, the Von-Karman's equilibrium equation is solved exactly to obtain the buckling loads and the corresponding form of out-of-plane buckling deflection modes. The investigation of thin flat plate buckling behavior is then extended to an initial post-buckling study with the assumption that the deflected form immediately after the buckling is the same as that obtained for the buckling. It is noted that in the present method, only one of the calculated out-of-plane buckling deflection modes, corresponding to the lowest buckling load, i.e., the first mode is used for the initial post-buckling study. Thus, the postbuckling study is effectively a single-term analysis, which is attempted by utilizing the so-called semi-energy method. In this method, the Von-Karman's compatibility equation governing the behavior of isotropic flat plates is used together with a consideration of the total strain energy of the plate. Through the solution of the compatibility equation, the in-plane displacement functions which are themselves related to the Airy stress function are developed in terms of the unknown coefficient in the assumed out-of-plane deflection function. These in-plane and out-of-plane deflected functions are then substituted in the total strain energy expressions and the theorem of minimum total potential energy is applied to solve for the unknown coefficient. The developed method is subsequently applied to analyze the initial postbuckling behavior of some representative thin flat plates for which the results are also obtained through the application of a semi-analytical finite strip method. Through the comparison of the results and the appropriate discussion, the knowledge of the level of capability of the developed method is significantly promoted.
Selected Papers of The Society of Naval Architects of Korea
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v.1
no.1
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pp.91-100
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1993
A displacement-based finite element method Is presented for the geometrically nonlinear analysis of eccentrically stiffened plates. A nonlinear degenerated shell element and a nonlinear degenerated eccentric isoparametric beam (isobeam) element are formulated on the basis of Total Agrangian and Updated Lagrangian descriptions. In the formulation of the isobeam element, some additional local decrees of freedom are implementd to describe the stiffener's local plate buckling modes. Therefore this element can be effectively employed to model the eccentric stiffener with fewer D.O.F's than the case of a degenerated shell element. Some detailed buckling and nonlinear analyses of an eccentrically stiffened plate are performed to estimate the critical buckling loads and the post buckling behaviors including the local plate buckling of the stiffeners discretized with the degenerated shell elements and the isobeam elements. The critical buckling loads are found to be higher than the analytical plate buckling load but lower than Euler buckling load of the corresponding column, i.e, buckling strength requirements of the Classification Societies for the stiffened plates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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