• Steel and Composite Structures
• /
• 제50권4호
• /
• pp.403-418
• /
• 2024

In this paper, vibration and energy absorption characteristics of a nanostructure which is composed of two embedded porous annular/circular nanoplates coupled by a viscoelastic substrate are investigated. The modified couple stress theory (MCST) and the Gurtin-Murdoch theory are applied to take into account the size and the surface effects, respectively. Furthermore, the structural damping effect is probed by the Kelvin-Voigt model and the mathematical model of the problem is developed by a new hyperbolic higher order shear deformation theory. The differential quadrature method (DQM) is employed to obtain the out-of-phase and in-phase frequencies of the structure in order to predict the dynamic response of it. The acquired results reveal that the vibration and energy absorption of the system depends on some factors such as porosity, surface stress effects, material length scale parameter, damping and spring constants of the viscoelastic foundation as well as geometrical parameters of annular/circular nanoplates. A bird's-eye view of the findings in the research paper offers a comprehensive understanding of the vibrational behavior and energy absorption capabilities of annular/circular porous nanoplates. The multidisciplinary approach and the inclusion of porosity make this study valuable for the development of innovative materials and applications in the field of nanoscience and engineering.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제52권3호
• /
• pp.249-271
• /
• 2024

In this scientific work, an analytical solution for the dynamic analysis of cross-ply and angle-ply laminated composite plates is proposed. Due to technical issues during the manufacturing of composite materials, porosities and micro-voids can be produced within the composite material samples, which can carry on to a reduction in the density and strength of the materials. In this research, the laminated composite plates are assumed to have new distributions of porosities over the plate cross-section. The structure is modeled using a simple integral shear deformation theory in which the transverse shear deformation effect is included. The governing equations of motion are obtained employing the principle of Hamilton's. The solution is determined via Navier's approach. The Maple program is used to obtain the numerical results. In the numerical examples, the effects of geometry, ratio, modulus ratio, fiber orientation angle, number of layers and porosity parameter on the natural frequencies of symmetric and anti-symmetric laminated composite plates is presented and discussed in detail. Also, the impacts of the kinds of porosity distribution models on the natural frequencies of symmetric and anti-symmetric laminated composite plates are investigated.

• 한국광물학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.289-300
• /
• 2011

규산염 물질의 탄소 용해도에 대한 미시적 연구는 규산염 물질의 성질 변화와 지구 시스템 진화에 탄소가 미치는 영향의 이해에 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소가 용해된 엔스테타이트 시료에 대하여 라만(Raman) 분광분석을 실시하고, 양자 화학 계산을 통해 결정구조 내에 용해된 탄소의 원자 환경과 핵자기공명 분광 특성을 예측하였다. 1.5 GPa $1,400^{\circ}C$의 온도 압력 조건에서 2.4 wt%의 비정질 탄소와 함께 합성한 엔스테타이트의 라만 실험에서 엔스테타이트의 진동양상은 확인할 수 있었으나, $CO_2$나 탄산염 이온의 진동양상에 대한 정보는 획득하지 못하였다. 이는 엔스테타이트 내에 용해된 탄소의 양이 매우 적어 시료를 구성하는 원자들의 집합적인 진동양상을 측정하는 라만 분광분석으로는 검출이 어려움을 지시한다. 특정 핵종 중심의 핵자기공명 분광분석을 이용하면, 구조 내에 존재하는 탄소만 선택적으로 측정할 수 있다. 특히 $^{13}C$ NMR 화학 이동(chemical shift)은 원자 환경에 따라 민감하게 변하므로, 양자 화학 계산을 이용하여 $CO_2$와 C가 치환된 엔스테타이트 클러스터의 $^{13}C$ NMR 화학 차폐 텐서(chemical shielding tensor)를 계산하였다. 계산 결과 $CO_2$의 피크는 125 ppm에서 나타나며 이는 기존의 실험결과와 일치하며, 상압에서는 생성이 어렵지만 고압환경에서 생성될 가능성이 있는 배위수가 4인 C의 화학 이동 값은 ~254 ppm으로 예측되었다. 이와 같은 양자 화학 계산 결과는 고분해능 $^{13}C$ NMR 실험의 이해를 돕고 탄소의 원자 환경을 연구하는데 도움을 줄 것이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제25권11호
• /
• pp.1605-1610
• /
• 2012

Two experiments were conducted to study the effects of red pepper (Capsicum frutescens) powder or red pepper pigment on the performance and egg yolk color of laying hens. In Exp. 1, 210, thirty-wk old, Hy-line Brown laying hens were fed one of seven diets containing 0.3, 0.6, 1.2, 2.0, 4.8 or 9.6 ppm red pepper pigment or 0.3 ppm carophyll red. Each diet was fed to three replicate batteries of hens with each battery consisting of a row of five cages of hens with two hens per cage (n = 3). In Exp. 2, 180, thirty-wk old, Hyline Brown laying hens, housed similarly to those in Exp. 1, were fed an unsupplemented basal diet as well as treatments in which the basal diet was supplemented with 0.8% red pepper powder processed in a laboratory blender to an average particle size of $300{\mu}m$, 0.8% red pepper powder processed as a super fine powder with a vibrational mill ($44{\mu}m$) and finally 0.8% red pepper powder processed as a super fine powder with a vibrational mill but mixed with 5% $Na_2CO_3$ either before or after grinding. A diet supplemented with 0.3 ppm carophyll red pigment was also included (n = 3). In both experiments, hens were fed the red pepper powder or pigment for 14 days. After feeding of the powder or pigment was terminated, all hens were fed the basal diet for eight more days to determine if the dietary treatments had any residual effects. In Exp. 1, there were no differences in egg-laying performance, feed consumption or feed conversion ratio due to inclusion of red pepper pigment in the diet. Average egg weight was higher (p<0.05) for birds fed 1.2, 2.4 or 9.6 ppm red pepper pigment than for birds fed the diet containing 0.3 ppm red pepper pigment. On d 14, egg color scores increased linearly as the level of red pepper pigment in the diet increased. In Exp. 2, feeding red pepper powder did not affect egg-laying performance, feed consumption or feed conversion ratio (p>0.05). However, compared with the control group, supplementation with all of the red pepper powder treatments increased egg weight (p<0.05). All the red pepper powder treatments also increased (p<0.05) the yolk color score compared with the control. The results of the present study suggest that both red pepper powder and pigment are effective feed additives for improving egg yolk color for laying hens.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제21권1호
• /
• pp.1-36
• /
• 2016

In the present study, the nonlinear magneto-electro-mechanical free vibration behavior of rectangular double-bonded sandwich microbeams based on the modified strain gradient theory (MSGT) is investigated. It is noted that the top and bottom sandwich microbeams are considered with boron nitride nanotube reinforced composite face sheets (BNNTRC-SB) with electrical properties and carbon nanotube reinforced composite face sheets (CNTRC-SB) with magnetic fields, respectively, and also the homogenous core is used for both sandwich beams. The connections of every sandwich beam with its surrounding medium and also between them have been carried out by considering Pasternak foundations. To take size effect into account, the MSGT is introduced into the classical Timoshenko beam theory (CT) to develop a size-dependent beam model containing three additional material length scale parameters. For the CNTRC and BNNTRC face sheets of sandwich microbeams, uniform distribution (UD) and functionally graded (FG) distribution patterns of CNTs or BNNTs in four cases FG-X, FG-O, FG-A, and FG-V are employed. It is assumed that the material properties of face sheets for both sandwich beams are varied in the thickness direction and estimated through the extended rule of mixture. On the basis of the Hamilton's principle, the size-dependent nonlinear governing differential equations of motion and associated boundary conditions are derived and then discretized by using generalized differential quadrature method (GDQM). A detailed parametric study is presented to indicate the influences of electric and magnetic fields, slenderness ratio, thickness ratio of both sandwich microbeams, thickness ratio of every sandwich microbeam, dimensionless three material length scale parameters, Winkler spring modulus and various distribution types of face sheets on the first two natural frequencies of double-bonded sandwich microbeams. Furthermore, a comparison between the various beam models on the basis of the CT, modified couple stress theory (MCST), and MSGT is performed. It is illustrated that the thickness ratio of sandwich microbeams plays an important role in the vibrational behavior of the double-bonded sandwich microstructures. Meanwhile, it is concluded that by increasing H/lm, the values of first two natural frequencies tend to decrease for all amounts of the Winkler spring modulus.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권8호
• /
• pp.1028-1034
• /
• 2011

본 논문에서는 파도의 상하운동에너지의 이용효율을 높이기 위해서 부양체와 2 D.O.F.(자유도) 진동발전시스템을 일체로 구성한 파력진동발전시스템을 제안한다. 파도가 갖는 상하운동 주파수 중 속도 에너지가 큰 주요 주파수 ${\omega}_1$, ${\omega}_2$을 선정하고, 2 D.O.F. 파력진동발전시스템의 고유진동수와 선정된 주파수들을 일치시킨다. 그러면 공진효과에 의해 각각의 질량과 권선사이의 상대속도가 파도의 상하운동속도보다 커진다. 또한 2 D.O.F. 진동시스템의 연성효과로 인한 1 D.O.F. 파력진동발전시스템보다 더 많은 전기에너지를 얻을 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안한 2 D.O.F. 파력 발전시스템은 파도가 갖는 에너지를 더 많이 이용할 뿐만 아니라 더 많은 전기에너지를 얻을 수 있는 장점을 가짐을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.661-670
• /
• 2000

다양한 이동하중을 받는 3차원 사장교에서 동적응답을 구하고자 동일 제원을 갖는 사장교 해석모델에 대하여 두 가지 케이블요소를 적용하여 케이블의 면외 진동영향을 포함한 경우를 알아보고자 하였다. 특히 사장교와 같은 전 구조체계가 유연성을 갖는 구조에서는 사용하중하에서도 동적응답이 민감할 것으로 가정하고 주탑, 바닥판을 연결하는 케이블의 유연성을 포함하여 거동을 파악하고자 하였다. 또한 진동해석시 정적비선형해석을 통한 기하강도행렬과 접선강도행렬을 연계하여 수행하였으며 특히 케이블을 다수의 요소로 분할한 경우에서 단일 케이블요소로 고려되는 축방향진동 이외의 다양한 진동모우드를 나타내고 이러한 면내, 면외진동의 영향이 주탑 및 바닥판과의 상호 연성관계를 통한 추가적인 거동을 유발함을 알 수 있었다. 또한 케이블의 진동영향을 고려한 경우 비대칭 편도의 이동하중을 적용하여 바닥판의 회전각을 비교할 경우에도 케이블의 횡진동의 영향이 전체구조의 추가적인 동적응답을 나타냄을 볼 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.45-50
• /
• 2009

지반이 연약하거나 지하수 유동에 따른 응력의 변화로 인하여 부등침하가 발생하면 구조물이 경사지거나 변형되어 균열이 발생하게 된다. 부등침하로 인하여 구조물의 기초부분이 변형되면, 지반의 지지력을 보강하는 방법으로 현재 까지 국내에서 주로 그라우팅공법을 사용하였다. 그러나 이 공법은 보강효과가 장기간동안 지속되지 못하며, 원하는 강도를 발휘하기 위해서는 오랜 시간이 필요한 단점이 있다. 급속팽창재료(GPCON) 주입공법은 기계적 물성 및 내구성이 우수하며 시공이 간편한 장점을 지니고 있으며 고결시간도 매우 빨라 하부지반에 물질을 분사하여 흙입자 사이의 지반 간극을 채움과 동시에 팽창 고결하여 지지력과 전단력을 증가시킬 수 있는 공법이다. 본 연구에서는 고밀도 급속 팽창 지피콘을 이용하여 반복 하중에 의한 변형특성과 진동 저감효과를 분석하고 철도 및 지하철에서 기초침하 복원성을 평가하였다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제13권4호
• /
• pp.615-636
• /
• 2014

Aluminium Foam Sandwich (AFS) panels are becoming always more attractive in transportation applications thanks to the excellent combination of mechanical properties, high strength and stiffness, with functional ones, thermo-acoustic isolation and vibration damping. These properties strongly depend on the density of the foam, the morphology of the pores, the type (open or closed cells) and the size of the gas bubbles enclosed in the solid material. In this paper, the vibrational performances of two classes of sandwich panels with an Alulight(R) foam core are studied. Experimental tests, in terms of frequency response function and modal analysis, are performed in order to investigate the effect of different percentage of porosity in the foam, as well as the effect of the random distribution of the gas bubbles. Experimental results are used as a reference for developing numerical models using finite element approach. Firstly, a sensitivity analysis is performed in order to obtain a limit-but-bounded dynamic response, modelling the foam core as a homogeneous one. The experimental-numerical correlation is evaluated in terms of natural frequencies and mode shapes. Afterwards, an update of the previous numerical model is presented, in which the core is not longer modelled as homogeneous. Mass and stiffness are randomly distributed in the core volume, exploring the space of the eigenvectors.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.91-99
• /
• 2012

본 연구에서는 PZT 소자의 정압전 효과에 의한 동적 응답신호를 이용하는 보 구조물 손상 모니터링 기법을 제안하였다. 특히, 모드 변형에너지기반 보 구조물 손상 모니터링에 PZT 정압전 응답신호를 입력자료로 활용하는 방안에 대한 연구에 주안점이 있다. 먼저, PZT 소자의 정압전 효과 및 동적 변형률 응답의 이론적 배경을 요약하였다. 다음으로, 모드 변형에너지기반 보 구조물 손상위치 모니터링 기법을 제시하였다. 제시된 기법의 적합성을 검증하기 위해, 캔틸레버 보 모형을 대상으로 강제진동 실험을 수행하였으며, 세 종류의 센서(가속도계, PZT 센서, 변형률계)를 통해 동적 응답신호가 계측되었다. 손상 전후에 계측된 이들 진동신호들을 사용하여 모드 변형에너지기반의 손상위치 모니터링이 수행되었다.