In this research, bending analysis of a micro sandwich skew plate with isotropic core and piezoelectric composite face sheets reinforced by carbon nanotube on the elastic foundations are studied. The classical plate theory (CPT) are used to model micro sandwich skew plate and to apply size dependent effects based on modified strain gradient theory. Eshelby-Mori-Tanaka approach is considered for the effective mechanical properties of the nanocomposite face sheets. The governing equations of equilibrium are derived using minimum principle of total potential energy and then solved by extended Kantorovich method (EKM). The effects of width to thickness ratio and length to width of the sandwich plate, core-to-face sheet thickness ratio, the material length scale parameters, volume fraction of CNT, the angle of skew plate, different boundary conditions and types of cores on the deflection of micro sandwich skew plate are investigated. One of the most important results is the reduction of the deflection by increasing the angle of the micro sandwich skew plate and decreasing the deflection by decreasing the thickness of the structural core. The results of this research can be used in modern construction in the form of reinforced slabs or stiffened plates and also used in construction of bridges, the wing of airplane.
Lee, E.T.;Kim, Jong Won;Park, Ji Hoon;Shim, Ju Yeon
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.18
no.3
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pp.321-329
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2006
The use of tapered structural members was first proposed by Ami rikian for the economical use of materials.Generaly, tapered members are used in single-story structures with one or more bays and in cantilevered sections of ate architectural representation. If only focused on the section performance, however, the width-to-thickness ratio or t apered ratio can exced regulations. Such a case requires a study on the behavior of tapered members. To investigate the plastic and local buckling behavior of web-tapered beams, seven steel beams were the tapered ratio and the width-to-thicknes ratio. The results of maximum strength, strength deterioration, and stiffnes deterioration were compared.
The object of this paper is to determine appropriateness for use of high-strength tensile bar as a tension web member. The gap K-joint of tensile bar types were compared with gap K-joint of square hollow section (SHS) types. For the same width-to-thickness ratio ($2{\gamma}=33.3$ ), tests were performed on four specimens of the SHS type and eight specimens of the tensile bar type. The comparison of capacity with the experimental results showed a capacity of the SHS type joint to be higher than that of the tensile bartype joint for the same brace-to-chord width ratio. Moreover, the capacity of the SHS type joints increased proportionally to the width ratio ${\beta}$), while tensile bar type joints increased as the tension width ratio (${\beta}2$). In failure mode, SHS-type specimens showed local buckling of the compression brace and plastic failure was observed between the tension brace and chord face, and with the tensile bar type specimens there appeared punching shear failure of the chord face at the toe of the connection plate. It is, therefore, concluded that width-to-thickness ratio should be lower than that of the hollow-section type and the relation between tension and compression width ratio should be considered.
An, Chi-Hyun;Heo, Soo-Rye;Cho, Ik-Hyun;Kim, Hyung-Seop
Journal of Periodontal and Implant Science
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v.35
no.2
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pp.359-369
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2005
It has been suggested that morphologic characteristics of the periodontium are partly related to the shape and form of the teeth. Furthermore, the severity of symptoms of periodontal disease have been proposed to differ among these various morphologic entities or "biotypes". The purpose of the present study was to examine the relationship between the form of the crowns in the maxillary anterior tooth segment and (1) a group of morphological characteristics and (2) the thickness of the gingiva. The thickness of gingiva was measured by ultrasonic device(SDM). 100 subjects devoid of symptoms of destructive periodontal disease were examined regarding, e.g., probing depth, gingival recession, width of keratinized gingiva, thickness of the keratinized gingiva. From maxillary study cast, the width(at the apical third-CW) and the length(CL) of the crowns of the 6 anterior teeth were determined. A CW/CL-ratio was calculated for each tooth and averaged for each tooth region. The individual mean CW/CL-ratio values for the central incisors were ranked. The 10 subjects ranked highest and the 10 ranked lowest were selected as having either a long-narrow(group N) or a short-wide(group W) form of the crown of the tooth. The data for each of the examined parameters were averaged for each tooth region in each subject and mean values for subjects in groups W and N were compared using the Student t-test. Stepwise multiple regression analysis, including data from the whole sample, was performed for each tooth region with the thickness of the free gingiva as the dependent variable. The results from the analyses demonstrated that individuals with a long-narrow form of the central incisors displayed, compared to individuals with a short-wide crown, form (l) a narrow zone of keratinized gingiva, (2) a pronounced "scalloped" contour of the gingival margin. There was no significant difference between groups N and W with respect to the thickness of the keratinized gingiva. The CW/CL-ratio data revealed that a certain form of the crowns in the central incisors was accompanied by a similar form in the lateral incisors and canine tooth region. The regression analyses demonstrated that the thickness of the keratinized gingiva in central, lateral incisors and canines was significantly related to the width of the keratinized gingiva.
Recently, in the domestic amount of materials,curtailment and economic efficiency security by purpose, tapered beam application is achieved, but the architectural design technology of today based on the material non-linear method does not consider solutions to problems such as brittle fracture. So, geometric non-linear evaluation thatincludes initial deformation, width-thickness ratio, web stiffener and unbraced length is required. Therefore, in this study, we used ANSYS, a proven finite elementanalysis program,and material and geometric non-linear analysis to study existing and completed tapered H-section as deep beam's analysis model. Main parameters include the width-thickness ratio of web, stiffener, and flange brace, with the experimental result obtained by main variable buckling and limit strength evaluation. We made certain that a large width-thickness ratio of the web decreases the buckling strength and short unbraced web significantly improves ductility.
Recently, as the height of building is getting higher, the applications of CFST column for high-rise buildings have been increased. In structural system of high-rise building, The RC core and exterior concrete-filled tubular (CFST) column-beam pinned connection is one of the structural systems that support lateral load. If this structural system is used, due to the minimal CFST column thickness compared to that of the CFST column width, the local moment occurred by the eccentric distance between the column flange surface from shear bolts joints degrades the shear strength of the CFST column-beam pinned connections. This study performed a finite element analysis to investigate the shear strength under eccentric moment of the CFST column-beam pinned connections. The column's width and thickness were used as variables for the analysis. To guarantee the reliability of the finite element analysis, an actual-size specimens were fabricated and tested. The yield line theory was used to formulate an shear strength formula for the CFT column-beam pinned connection. the shear strength formula was suggested through comparison on the results of FEM analysis, test and yield lime theory, the shear strength formula was suggested.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.27
no.8
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pp.1338-1346
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2003
Three-dimensional formability of the thermoplastic laminar composite was studied according to manufacturing conditions. Five different types of the plain weave fabric were used as reinforcement with PET matrix. The square blank was made by press consolidation technique and formed in the type hemisphere. B-factor defined as the ratio of width of yarn and distance between yarns was used as the factor of formability in the type of plain weave fabric. The formability of PET/Glass fabric laminar composite was estimated in terms of forming rate and B-factor with the thickness distribution, area ratio of blank, and intra-ply shear angle. The thickness distribution across hemisphere was strongly affected by the B-factor, forming rate and blank thickness. The area ratio of blank was increased with B-factor, forming rate and blank thickness. Also, it was found that the intra-ply shear angle depends on the B-factor and forming rate.
The utilization of geopolymer recycled aggregate concrete (GRAC) as the infilled core of the concrete-filled steel tubular (CFST) columns provides superior economic and environmental benefits. However, limited research exists within the field of geopolymer recycled aggregate concrete considered a green and sustainable material, in addition to the limitation of the design guidelines to predict the behavior of such an innovative new material combination. Moreover, the behavior of high-strength concrete is different from the normal-strength one, especially when there is another material of high-strength properties, such as the steel tube. This paper aims to investigate the behavior of the axially loaded square high-strength GRACFST columns through the nonlinear finite element analysis (NLFEA). A total of thirty-two specimens were simulated using ABAQUS/Standard software with three main variables: recycled aggregate replacement ratio (0, 30, and 50) %, width-to-thickness ratios (52.0, 32.0, 23.4, and 18.7), and length-to-width ratio (3, 5, 9, and 12). During the analysis, the response in terms of the axial load versus the longitudinal strain was recorded and plotted. In addition, various mechanical properties were calculated and analyzed. In view of the results, it has been demonstrated that the mechanical properties of high-strength GRACFST columns such as ultimate load-bearing capacity, compressive stiffness, energy absorption capacity, and ductility increase with the increase of the steel tube thickness owing to the improvement of the confinement effect of the steel tube. In contrast, the incorporation of the recycled aggregate adversely affected the mentioned properties except the ductility, while the increase of the recycled aggregate replacement ratio improved the column's ductility. Moreover, it has been found that the increase in the length-to-width ratio significantly reduced both the failure strain and the energy absorption capacity. Finally, the obtained NLFEA results of the ultimate load-bearing capacity were compared with the corresponding predicted capacities by numerous codes. It has been concluded that AISC, ACI, and EC give conservative predictions for the ultimate load-bearing capacity since the confinement effect was not considered by these codes.
Column tests subjected to compressive loading were carried out for the estimation of compression buckling strength of steel plate SM570 in beam-column member under high axial load. It was found that the maximum strength of column member was determined by local buckling when satisfied with a limit of width-to-thickness ratio in current steel structure design specifications, but decreased suddenly by local buckling before the maximum strength in case of not satisfying with that ratio. Also, the compression buckling strength of SM570 plate was higher than the design specification value of 4$4.1tonf/cm^2$.
This study numerically investigates buckling behavior of press braked steel plates with a free edge that consists of the upper flange of U-shaped box girder. Since the press-braked plates include a rounded edge, the effective width to thickness ratio of the press-braked upper flange is obscure to determine the nominal compressive strength. This study performed 3D finite element analyses to evaluate an equivalent effective width of cold-formed plate with a free edge. Through the parametric numerical analyses, the elastic buckling stresses of the rounded corner plates were compared with those of general flat plates and then, the equivalent effective width has been estimated. A comparative study with Euler buckling formula speculated in the domestic design specifications has been conducted.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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