Buckling and free vibration behavior of a laminated cylindrical panel exposed to non-uniform thermal load is addressed in the present study. The approach comprises of three portions, in the first portion, heat transfer analysis is carried out to compute the non-uniform temperature fields, whereas second portion consists of static analysis wherein stress fields due to thermal load is obtained, and the last portion consists of buckling and prestressed modal analyzes to capture the critical buckling temperature as well as first five natural frequencies and associated mode shapes. Finite element is used to perform the numerical investigation. The detailed parametric study is carried out to analyze the effect of nature of temperature variation across the panel, laminate sequence and structural boundary constraints on the buckling and free vibration behavior. The relation between the buckling temperature of the panel under uniform temperature field and non-uniform temperature field is established using magnification factor. Among four cases considered in this study for position of heat sources, highest magnification factor is observed at the forefront curved edge of the panel where heat source is placed. It is also observed that thermal buckling strength and buckling mode shapes are highly sensitive to nature of temperature field and the effect is significant for the above-mentioned temperature field. Furthermore, it is also observed that the panel with antisymmetric laminate has better buckling strength. Free vibration frequencies and the associated mode shapes are significantly influenced by the non-uniform temperature variations.
The main purpose of this research work is to investigate the critical buckling load of functionally graded (FG) porous plates with graphene platelets (GPLs) reinforcement using generalized differential quadrature (GDQ) method at thermal condition. It is supposed that the GPL nanofillers and the porosity coefficient vary continuously along the plate thickness direction. Generally, the thermal distribution is considered to be nonlinear and the temperature changing continuously through the thickness of the nanocomposite plates according to the power-law distribution. To model closed cell FG porous material reinforced with GPLs, Halpin-Tsai micromechanical modeling in conjunction with Gaussian-Random field scheme are used, through which mechanical properties of the structures can be extracted. Based on the third order shear deformation theory (TSDT) and the Hamilton's principle, the equations of motion are established and solved for various boundary conditions (B.Cs). The fast rate of convergence and accuracy of the method are investigated through the different solved examples and validity of the present study is evaluated by comparing its numerical results with those available in the literature. A special attention is drawn to the role of GPLs weight fraction, GPLs patterns through the thickness, porosity coefficient and distribution of porosity on critical buckling load. Results reveal that the importance of thermal condition on of the critical load of FGP-GPL reinforced nanocomposite plates.
The effects of moisture and temperature on buckling of laminated composite cylindrical shell panels are investigated both numerically and experimentally. A quadratic isoparametric eight-noded shell element is used in the present analysis. First order shear deformation theory is used in the present finite element formulation for buckling analysis of shell panels subjected to hygrothermal loading. A program is developed using MATLAB for parametric study on the buckling of shell panels under hygrothermal field. Benchmark results on the critical loads of hygrothermally treated woven fiber glass/epoxy laminated composite cylindrical shell panels are obtained experimentally by using universal testing machine INSTRON 8862. The effects of curvature, lamination sequences, number of layers and aspect ratios on buckling of laminated composite cylindrical curved panels subjected to hygrothermal loading are considered. The results are presented showing the reduction in buckling load of laminated composite shells with the increase in temperature and moisture concentrations.
Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
/
2003.04a
/
pp.215-219
/
2003
Buckling and post-buckling Analysis of Ludwick type and modified Ludwick type elastic materials was carried out. Because the constitutive equation, or stress-strain relationship is different from that of linear elastic one, a new governing equation was derived and solved by $4^{th}$ order Runge-Kutta method. Considered as a special case of combined loading, the buckling under both point and distributed load was selected and researched. The final solution takes distinguished behavior whether the constitutive relation is chosen to be modified or non-modified Ludwick type as well as linear or non-linear. We also derived strain energy function for non-linear elastic constitutive relationship. By doing so, we calculated the criterion function which estimates the stability of the equilibrium solutions and determines critical buckling load for non-linear cases. We applied this theory to the constitutive relationship of fabric, which also is the non-linear equation between the applied moment and curvature. This results has both technical and mathematical significance.
Salari, Erfan;Ashoori, Alireza;Vanini, Seyed Ali Sadough
Advances in nano research
/
v.7
no.1
/
pp.25-38
/
2019
This research is aimed at studying the asymmetric thermal buckling of porous functionally graded (FG) annular nanoplates resting on an elastic substrate which are made of two different sets of porous distribution, based on nonlocal elasticity theory. Porosity-dependent properties of inhomogeneous nanoplates are supposed to vary through the thickness direction and are defined via a modified power law function in which the porosities with even and uneven type are approximated. In this model, three types of thermal loading, i.e., uniform temperature rise, linear temperature distribution and heat conduction across the thickness direction are considered. Based on Hamilton's principle and the adjacent equilibrium criterion, the stability equations of nanoporous annular plates on elastic substrate are obtained. Afterwards, an analytical solution procedure is established to achieve the critical buckling temperatures of annular nanoplates with porosities under different loading conditions. Detailed numerical studies are performed to demonstrate the influences of the porosity volume fraction, various thermal loading, material gradation, nonlocal parameter for higher modes, elastic substrate coefficients and geometrical dimensions on the critical buckling temperatures of a nanoporous annular plate. Also, it is discussed that because of present of thermal moment at the boundary conditions, porous nanoplate with simply supported boundary condition doesn't buckle.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
/
v.12
no.3
/
pp.55-62
/
2012
본 연구는 온도 증가에 따른 압축을 받는 H형 강재의 플랜지와 웨브의 국부 및 전체좌굴응력 내화해석 프로그램 개발과 플랜지와 웨브가 항복파괴전에 국부좌굴이 일어나지 않을 한계 판폭두께비의 상관값을 구하는 프로그램을 개발하는 것이다. 고온에서의 강재의 응력-변형도 관계식은 EC3:Part 1.2를 근거로 하였으며, 비교, 검토를 위하여 영국 BS5950의 강재를 대상으로 온도 증가에 따른 압축을 받는 강재의 플랜지와 웨브의 파괴온도와 하중을 본 연구의 내화해석 프로그램으로 예측하였다. 본 연구는 좌굴 및 항복에 대한 내화해석 프로그램을 개발하는 것을 목적으로 하고 적용 예를 통하여 좌굴 및 한계 판폭두께비를 분석하고 개발 프로그램의 타당성을 검토하였다.
The finite element solutions of thermal buckling load values of the graded sandwich curved shell structure are reported in this research using a higher-order kinematic model including the shear deformation effect. The numerical buckling temperature has been computed using an in-house specialized code (MATLAB environment) prepared in the framework of the current mathematical formulation. In addition, the mathematical model includes the excess structural distortion under the influence of elevated environment via Green-Lagrange nonlinear strain. The corresponding eigenvalue equation has been solved to predict the critical buckling temperature of the graded sandwich structure. The numerical stability and the accuracy of the current solution have been confirmed by comparing with the available published results. Thereafter, the model is extended to bring out the influences of structural parameters i.e. the curvature ratio, core-face thickness ratio, support conditions, power-law indices and sandwich types on the thermal buckling behavior of graded sandwich curved shell panels.
This paper studies thermal buckling and post-buckling behaviors of functionally graded materials (FGM) tubes subjected to a uniform temperature rise and resting on elastic foundations via a refined beam model. Compared to the Timoshenko beam theory, the number of unknowns of this model are the same and no correction factors are required. The material properties of the FGM tube vary continuously in the radial direction according to a power function. Two ends of the tube are assumed to be simply supported and in-plane boundary conditions are immovable. Energy variation principle is employed to establish the governing equations. A two-step perturbation method is adopted to determine the critical thermal buckling loads and post-buckling paths of the tubes with arbitrary radial non-homogeneity. Through detailed parametric studies, it can be found that the tube has much higher buckling temperature and post-buckling strength when it is supported by an elastic foundation.
Thermal buckling of functionally graded sandwich cylindrical shells is presented in this study. Material properties and thermal expansion coefficient of FGM layers are assumed to vary continuously through the thickness according to a sigmoid function and simple power-law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. Equilibrium and stability equations of FGM sandwich cylindrical shells with simply supported boundary conditions are derived according to the Donnell theory. The influences of cylindrical shell geometry and the gradient index on the critical buckling temperature of several kinds of FGM sandwich cylindrical shells are investigated. The thermal loads are assumed to be uniform, linear and nonlinear distribution across the thickness direction. An exact simple form of nonlinear temperature rise through its thickness taking into account the thermal conductivity and the inhomogeneity parameter is presented.
Thermal bifurcation buckling behavior of fully clamped Euler-Bernoulli nanobeam built of a through thickness functionally graded material is explored for the first time in the present paper. The variation of material properties of the FG nanobeam are graded along the thickness by a power-law form. Temperature dependency of the material constituents is also taken into consideration. Eringen's nonlocal elasticity model is employed to define the small-scale effects and long-range connections between the particles. The stability equations of the thermally induced FG nanobeam are derived via the principal of the minimum total potential energy and solved analytically for clamped boundary conditions, which lead for more accurate results. Moreover, the obtained buckling loads of FG nanobeam are validated with those existing works. Parametric studies are performed to examine the influences of various parameters such as power-law exponent, small scale effects and beam thickness on the critical thermal buckling load of the temperature-dependent FG nanobeams.
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.