Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
/
v.18
no.2
/
pp.169-179
/
2005
An improved method for evaluating effective buckling lengths of beam-column members in plane frames is newly proposed based on system inelastic buckling analysis. To this end, the tangent stiffness matrix of be am-column elements is first calculated using stability functions and then the inelastic buckling analysis method is presented. The scheme for determining effective length of individual members is also addressed. Design examples and numerical results ?uc presented to show the validity of the proposed method.
This research is related to nonlinear stability analysis of advanced microbeams reinforced by Graphene Platelets (GPLs) considering generic geometrical imperfections and thermal loading effect. Uniform, linear and nonlinear distributions of GPLs in transverse direction have been considered. Imperfection sensitivity of post-bucking behaviors of the microbeam to different kinds of geometric imperfections have been examined. Geometric imperfection is first considered to be identical as the first buckling mode, then a generic function is employed to consider sine-type, local-type and global-type imperfectness. Modified couple stress theory is adopted to incorporate size-dependent behaviors of the beam at micro scale. The post-buckling problem is solved analytically to derive load-amplitude curves. It is shown that post-buckling behavior of microbeam is dependent on the type geometric imperfection and its magnitude. Also, post-buckling load can be enhanced by adding more GPLs or selecting a suitable distribution for GPLs.
This paper investigates the buckling behavior of shear deformable piezoelectric (FGP) nanoscale beams made of functionally graded (FG) materials embedded in Winkler-Pasternak elastic medium and subjected to an electro-magnetic field. Magneto-electro-elastic (MEE) properties of piezoelectric nanobeam are supposed to be graded continuously in the thickness direction based on power-law model. To consider the small size effects, Eringen's nonlocal elasticity theory is adopted. Employing Hamilton's principle, the nonlocal governing equations of the embedded piezoelectric nanobeams are obtained. A Navier-type analytical solution is applied to anticipate the accurate buckling response of the FGP nanobeams subjected to electro-magnetic fields. To demonstrate the influences of various parameters such as, magnetic potential, external electric voltage, power-law index, nonlocal parameter, elastic foundation and slenderness ratio on the critical buckling loads of the size-dependent MEE-FG nanobeams, several numerical results are provided. Due to the shortage of same results in the literature, it is expected that the results of the present study will be instrumental for design of size-dependent MEE-FG nanobeams.
This work presents a new nonlocal hyperbolic shear deformation beam theory for the static, buckling and vibration of nanoscale-beams embedded in an elastic medium. The present model is able to capture both the nonlocal parameter and the shear deformation effect without employing shear correction factor. The nonlocal parameter accounts for the small size effects when dealing with nanosize structures such as nanobeams. Based on the nonlocal differential constitutive relations of Eringen, the equations of motion of the nanoscale-beam are obtained using Hamilton's principle. The effect of the surrounding elastic medium on the deflections, critical buckling loads and frequencies of the nanobeam is investigated. Both Winkler-type and Pasternak-type foundation models are used to simulate the interaction of the nanobeam with the surrounding elastic medium. Analytical solutions are presented for a simply supported nanoscale-beam, and the obtained results compare well with those predicted by the other nonlocal theories available in literature.
In this study, the computationally efficient inelastic buckling analysis program is developed to be used as the research tool in finding buckling strength of inelastic members. The program can determine buckling loads and buckled shapes of elastic and inelastic members which failed by flexural, lateral-torsional and/or local buckling. It can analyze singly and doubly symmetric I-shape members. In the program, the web of the member is modeled using the plate element and the flanges are modeled by beam elements. Multilinear isotropic hardening rule and the incremental theory of plasticity are used to simulate the inelastic stress-strain relationship from material tests. The program is verified using theoretical solutions and experimental results. The results from the program show good agreement with those from experiments and theory.
Nanotechnology has emerged as a promising avenue for enhancing musical structures. In this study, we analyze the static behavior of laser harp (i.e., electronic musical instrument) reinforced with Zinc Oxide (ZnO) nanoparticles. Leveraging the piezoelectric properties of ZnO nanoparticles, the structure is subjected to an electric field for intelligent control. The electronic musical structure is situated in a foundation with vertical springs and shear modulus constants. We employ the exponential Shear Deformation Beam Theory (ESDBT) to mathematically model the structure. A micro-electro-mechanical model is employed to determine the equivalent properties of the system. By utilizing nonlinear stress-strain relations, energy methods, and Hamilton's principle, we derive the motion equations. The buckling load of the electronic musical beam is calculated using the Difference Quadrature Method (DQM). The primary objective of this study is to present a mathematical model for electronic musical beams and determining the buckling load of the structure and to investigate the influence of nanotechnology and electric fields on its buckling behavior. The buckling is the case when the structure becomes deforms and unstable. Our findings reveal that the application of negative external voltage to the electronic musical structure increases both the stiffness and the buckling load of the musical system. Furthermore, reinforcing the electronic musical structure with ZnO nanoparticles results in an increased buckling load. Notably, the maximum enhancement in the 28-day compressive and tensile strengths of samples containing zinc oxide nanoparticles compared to the control sample resulting in increases of 18.70% and 3.77%, respectively.
The objective of this work is to describe the main steps involved in the derivation of a GBT (Generalised Beam Theory) formulation to analyse the vibration behaviour of loaded cold-formed steel members and also to illustrate the application and capabilities of this formulation. In particular, the paper presents and discusses the results of a detailed investigation about the local and global free vibration behaviour of lipped channel simply supported columns. After reporting some relevant earlier GBT-based results dealing with the buckling and vibration behaviours of columns and load-free members, the paper addresses mostly issues concerning the variation of the column fundamental frequency and vibration mode nature/shape with its length and axial compression level. For validation purposes, some GBT-based results are also compared with values obtained by means of 4-node shell finite element analyses performed in the code ABAQUS.
Anandrao, K. Sanjay;Gupta, R.K.;Ramchandran, P.;Rao, G. Venkateswara
Structural Engineering and Mechanics
/
v.44
no.3
/
pp.339-361
/
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.
Aicha Remil;Mohamed-Ouejdi Belarbi;Aicha Bessaim;Mohammed Sid Ahmed Houari;Ahmed Bouamoud;Ahmed Amine Daikh;Abderrahmane Mouffoki;Abdelouahed Tounsi;Amin Hamdi;Mohamed A. Eltaher
Computers and Concrete
/
v.31
no.3
/
pp.267-276
/
2023
The main purpose of the current research is to develop an efficient two variables trigonometric shear deformation beam theory to investigate the buckling behavior of symmetric and non-symmetric functionally graded carbon nanotubes reinforced composite (FG-CNTRC) beam resting on an elastic foundation with various boundary conditions. The proposed theory obviates the use to shear correction factors as it satisfies the parabolic variation of through-thickness shear stress distribution. The composite beam is made of a polymeric matrix reinforced by aligned and distributed single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with different patterns of reinforcement. The material properties of the FG-CNTRC beam are estimated by using the rule of mixture. The governing equilibrium equations are solved by using new analytical solutions based on the Galerkin method. The robustness and accuracy of the proposed analytical model are demonstrated by comparing its results with those available by other researchers in the existing literature. Moreover, a comprehensive parametric study is presented and discussed in detail to show the effects of CNTs volume fraction, distribution patterns of CNTs, boundary conditions, length-to-thickness ratio, and spring constant factors on the buckling response of FG-CNTRC beam. Some new referential results are reported for the first time, which will serve as a benchmark for future research.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
/
2002.04a
/
pp.43-50
/
2002
Main goal of this study is to develop MATLAB programming for exact analysis of distortional deformation of the straight box girder. For this purpose, a theory for distortional deformation theory is firstly summarized and then a BEF (Beam on Elastic Foundation) theory is presented using analogy of the corresponding variables. Finally, the governing equation of the beam-column element on elastic foundation is derived. An element stiffness matrix of the beam element is established via a generalized linear eigenvalue problem. In order to verify the efficiency and accuracy of the element using exact dynamic stiffness matrix, buckling loads for the continuous beam structures with elastic foundation and distortional deformations of box girders are calculated.
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.