Lateral buckling behavior of laminated composite thin-walled I-section beams subjected to bending moment is investigated by applying the nonlinear anisotropic thin-walled beam theory. The constituent laminated thin-walled elements of I-section are assumed to be symmetrically laminated. The bending, twisting, and warping stiffnesses of the cross section are obtained based on the definitions of these stiffnesses In the thin-walled anisotropic beam theory In numerical examples, singly-symmetric I-beams with specially orthotropic, quasi-isotropic, angle-plys and various boundary conditions are considered. To validate the proposed theoretical approach, present analytical solutions are compared with three dimensional finite element solutions.
Salem, Adel Helmy;Sayed-Ahmed, Ezzeldin Yazeed;El-Serwi, Ahmed Abdelsalam;Korashy, Mohamed Mostafa
Steel and Composite Structures
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제4권5호
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pp.367-384
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2004
A numerical model based on the finite element technique is adopted to investigate the behavior and strength of thin-walled I-section beam-columns. The model considers both the material and geometric nonlinearities. The model results were first verified against some of the currently available experimental results. A parametric study was then performed using the numerical model and interaction diagrams for the investigated beam-columns have been presented. The effects of the web depth-to-thickness ratio, flange outstand-to-thickness ratio and bending moment-to-normal force ratio on the ultimate strength of thin-walled I-section beam-columns were scrutinized. The interaction equations adopted for beam columns design by the NAS (North American Specifications for the design of cold formed steel structural members) have been critically reviewed. An equation for the buckling coefficient which considers the interaction between local buckling of the flange and the web of a thin-walled I-section beam-column has been proposed.
Daehee Han;Jin Mo Goo;Jung-Gi Im;Kyung Soo Lee;Do Myung Paek;Seong Ho Park
Korean Journal of Radiology
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제1권2호
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pp.79-83
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2000
Objective: To describe the thin-section CT findings of arc-welders' pneumoconiosis. Materials and Methods: Eighty-five arc-welders with a three to 30 (mean, 15)-year history of exposure underwent thin-section CT scanning. The extent of abnormalities detected was correlated with the severity of dyspnea and pulmonary function tests. For comparison, images of 43 smoking males (mean 25 pack-year) who underwent thin-section CT for other reasons (smokers' group) were also analyzed. Results: Fifty-four welders (63.5%) and six smokers (14.0%) showed positive findings. Predominant thin-section CT findings were poorly-defined centrilobular micronodules (30/54, 55.6%), branching linear structure (18/54, 33.3%), and ground-glass attenuation (6/54, 11.1%). In the smokers' group, poorly-defined micronodules were found in four patients, branching linear structures in one, and ground-glass attenuation in one. In welders, the extent of abnormalities seen on thin-section CT showed no significant correlation with the severity of dyspnea or the results of pulmonary funotion test. Conclusion: Poorly-defined centrilobular micronodules and branching linear structures were the thin-section CT findings most frequently seen in patients with arc-welders' pneumoconiosis. Less commonly, extensive ground-glass attenuation was also seen.
이번 연구에서는 복합재료 박벽보(thin-walled beam)에서 시위 방향으로 단일 셀의 비대칭성 단면을 가지는 모델을 선정하여, 단면의 형상에 대한 이론적인 동특성을 연구하였다. 이를 위해 전단 변형 효과(transverse shear effect)와 와핑 구속 효과(warping restraint effect), 보의 길이 방향으로 일정한 테이퍼비와 기하학적 단면비 등을 고려하고, 비대칭 단면의 와핑 함수 보정을 통해 수학적 모델링을 수행하였다. 그 결과에 따라, 고려한 단면의 질량 계수와 강성 계수 및 고유 진동수 등의 특성을 조사하였다. 특히, 단면의 비대칭성, 와핑 함수를 보정하지 않은 경우, 모델의 테이퍼비와 단면비 등이 고유 진동수에 미치는 영향을 비교 분석하였다.
In this paper, an optimization method of thin walled beam structures is proposed, Stiffnesses of a thin walled beam are characterized by the thickness of thin plates and the shape of the typical section of the beam. Explicit formula for section properties such as area, area moment of inertia, and torsional constants are derived using the response surface method. The explicit formula can be used for the optimal design of a structural system which consists of complicated thin walled beams. A vehicle structural system is optimized to demonstrate the proposed method.
The ball bearing with thin-section raceways which is much lighter than other conventional bearings used in most modem passenger cars and small tracks. The important design parameters of this bearing is the groove radius of raceways, the diametral clearance, the free contact angle and so on. The optimal value of these parameters were determined by considering the dynamic load capacity, the contact angle and the calculated fatigue life. The contact angle between a ball and raceways was calculated by considering the local contact deformation and the structural deformation of thin-section raceways which was estimated by FEM. The raceways were made by means of the press-forming process. The fatigue life tester was designed and manufactured. The fatigue life test was executed and the reliability of this bearing was confirmed.
A problem formulation and solution methodology for design optimization of laminated thin-walled composite beams of generic section is presented. Objective functions and constraint equations are given in the form of beam stiffness. For two different problems one for open section and the other for closed section, the objective function considered is bending stiffness about x-axis. Depending upon the case, one can consider bending, torsional and axial stiffnesses. The different search and optimization algorithm, known as Evolution Strategies (ES) has been applied to find the optimal fibre orientation of composite laminates. A multi-level optimization approach is also implemented by narrowing down the size of search space for individual design variables in each successive level of optimization process. The numerical results presented demonstrate the computational advantage of the proposed method "Evolution strategies" which become pronounced to solve optimization of thin-walled composite beams of generic section.
In this paper, an optimization technique for thin walled beams of vehicle body structure is proposed. Stiffness of thin walled beam structure is characterized by the thickness and typical section shape of the beam structure. Approximate functions for the section properties such as area, area moment of inertia, and torsional constant are derived by using the response surface method. The approximate functions can be used for the optimal design of the vehicle body that consists of complicated thin walled beams. A passenger car body structure is optimized to demonstrate the proposed technique.
In this paper a computer program is developed for the determination of geometrical and material properties of composite thin-walled beams with arbitrary open cross-section and any arbitrary laminate stacking sequence. Theory of thin-walled composite beams is based on assumptions consistent with the Vlasov's beam theory and classical lamination theory. The program is written in Fortran 77. Some numerical examples are given, with complete information about input and output.
Three dimensional coupled bending-torsion dynamic vibrations of thin-walled open section beam subjected to moving vehicle are investigated by transfer matrix method. Through adopting the idea of Newmark-${\beta}$ method, the partial differential equations of structural vibration can be transformed to the differential equations. Then, those differential equations are solved by transfer matrix method. An iterative scheme is proposed to deal with the coupled bending-torsion terms in the governing vibration equations. The accuracy of the presented method is verified through two numerical examples. Finally, with different eccentricities of vehicle, the torsional vibration of thin-walled open section beam and vertical and rolling vibration of truck body are investigated. It can be concluded from the numerical results that the torsional vibration of beam and rolling vibration of vehicle increase with the eccentricity of vehicle. Moreover, it can be observed that the torsional vibration of thin-walled open section beam may have a significant nonlinear influence on vertical vibration of truck body.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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