Abdelrahman, Alaa A.;Abd-El-Mottaleb, Hanaa E.;Eltaher, Mohamed A.
Structural Engineering and Mechanics
/
제76권6호
/
pp.765-779
/
2020
This article presents a nonclassical size dependent model based on the modified couple stress theory to study and analyze the bending behavior of perforated microbeams under different loading patterns. Modified equivalent material and geometrical parameters for perforated beam are presented. The modified couple stress theory with one material length scale parameter is adopted to incorporate the microstructure effect into the governing equations of perforated beam structure. The governing equilibrium equations of the perforated Timoshenko as well as the perforated Euler Bernoulli are developed based on the potential energy minimization principle. The Poisson's effect is included in the governing equilibrium equations. Regular square perforation configuration is considered. Based on Fourier series expansion, closed forms for the bending deflection and the rotational displacements are obtained for simply supported perforated microbeams. The proposed methodology is validated and compared with the available results in the literature and an excellent agreement is detected. Numerical results demonstrated the applicability of the proposed methodology to investigate the bending behavior of regularly squared perforated beams incorporating microstructure effect under different excitation patterns. The obtained results are significantly important for the design and production of perforated microbeam structures.
The thermal eigenvalue responses of the graded sandwich shell structure are evaluated numerically under the variable thermal loadings considering the temperature-dependent properties. The polynomial type rule-based sandwich panel model is derived using higher-order type kinematics considering the shear deformation in the framework of the equivalent single-layer theory. The frequency values are computed through an own home-made computer code (MATLAB environment) prepared using the finite element type higher-order formulation. The sandwich face-sheets and the metal core are discretized via isoparametric quadrilateral Lagrangian element. The model convergence is checked by solving the similar type published numerical examples in the open domain and extended for the comparison of natural frequencies to have the final confirmation of the model accuracy. Also, the influence of each variable structural parameter, i.e. the curvature ratios, core-face thickness ratios, end-support conditions, the power-law indices and sandwich types (symmetrical and unsymmetrical) on the thermal frequencies of FG sandwich curved shell panel model. The solutions are helping to bring out the necessary influence of one or more parameters on the frequencies. The effects of individual and the combined parameters as well as the temperature profiles (uniform, linear and nonlinear) are examined through several numerical examples, which affect the structural strength/stiffness values. The present study may help in designing the future graded structures which are under the influence of the variable temperature loading.
Cr-Al-N coatings were deposited onto WC-Co substrates using a cathodic arc evaporation (CAE) system. CAE technique is recognized to be a very useful process for hard coatings because it has many advantages such as high packing density and good adhesion to metallic substrates. In this study, the influence of deposition temperature as a key process parameter on film growth behavior and mechanical properties of Cr-Al-N coatings were systematically investigated and correlated with microstructural changes. From various analyses, the Cr-Al-N coatings prepared at deposition temperature of 450℃ in the CAE process showed excellent mechanical properties with higher deposition rate. The Cr-Al-N coatings with deposition temperature around 450℃ exhibited the highest hardness of about 35 GPa and elastic modulus of 442 GPa. The resistance to elastic strain to failure (H/E ratio) and the index of plastic deformation (H3/E2 ratio) were also good values of 0.079 and 0.221 GPa, respectively, at the deposition temperature of 450℃. Based on the XRD, SEM and TEM analyses, the Cr-Al-N coatings exhibited a dense columnar structure with f.c.c. (Cr,Al)N multi-oriented phases in which crystallites showed irregular shapes (50~100nm in size) with many edge dislocations and lattice mismatches.
In this paper, a higher order shear deformation theory for bending analysis of functionally graded plates resting on Pasternak foundation and under various boundary conditions is exposed. The proposed theory is based on the assumption that porosities can be produced within functionally graded plate which may lead to decline in strength of materials. In this research a novel distribution of porosity according to the thickness of FG plate are supposing. Governing equations of the present theory are derived by employing the virtual work principle, and the closed-form solutions of functionally graded plates have been obtained using Navier solution. Numerical results for deflections and stresses of several types of boundary conditions are presented. The exactitude of the present study is confirmed by comparing the obtained results with those available in the literature. The effects of porosity parameter, slenderness ratio, foundation parameters, power law index and boundary condition types on the deflections and stresses are presented.
Seismic responses of RC core wall with two outriggers are investigated in this study. In the models analyzed here, one of the outriggers is fixed at the top of the building and the second is placed at different levels along the height of the system. Each of the systems resulting from the placement of the outrigger at different locations is designed according to the prescriptive codes. The location of the outrigger changes along the height. Linear design of all the structures is accomplished by using prescriptive codes. Buckling restrained braces (BRBs) are used in the outriggers and forward directivity near fault and far fault earthquake record sets are used at maximum considered earthquake (MCE) level. Results from nonlinear time history analysis demonstrate that BRB outriggers can change the seismic responses like force distribution and deformation demand of the RC core-walls over the height and lead to the new plastic hinge arrangement over the core-wall height. Plasticity extension in the RC core wall occurs at the base as well as adjacent to the outrigger levels. Considering the maximum inter-story drift ratio (IDR) demand as an engineering parameter, the best location for the second outrigger is at 0.75H, in which the maximum IDR at the region upper the second outrigger level is approximately equal to the corresponding value in the lower region.
In this article, frequency characteristics, and sensitivity analysis of a size-dependent laminated composite cylindrical nanoshell under bi-directional thermal loading using Nonlocal Strain-stress Gradient Theory (NSGT) are presented. The governing equations of the laminated composite cylindrical nanoshell in thermal environment are developed using Hamilton's principle. The thermodynamic equations of the laminated cylindrical nanoshell are obtained using First-order Shear Deformation Theory (FSDT) and Fourier-expansion based Generalized Differential Quadrature element Method (FGDQM) is implemented to solve these equations and obtain natural frequency and critical temperature of the presented model. The novelty of the current study is to consider the effects of bi-directional temperature loading and sensitivity parameter on the critical temperature and frequency characteristics of the laminated composite nanostructure. Apart from semi-numerical solution, a finite element model was presented using the finite element package to simulate the response of the laminated cylindrical shell. The results created from finite element simulation illustrates a close agreement with the semi-numerical method results. Finally, the influences of temperature difference, ply angle, length scale and nonlocal parameters on the critical temperature, sensitivity, and frequency of the laminated composite nanostructure are investigated, in details.
Although several types of rigid shear connectors have been developed particularly to increase load-carrying capacity, application is limited due to the complicated details of such connection. In this study, push-out tests were performed for specimens with hybrid shear connectors using headed studs and shear plates to identify the effects of each parameter on the structural performance of such shear connection. The test parameters included steel ratios of headed stud to shear plate, connection length, and embedded depth of shear plates. The peak strength and residual strength were estimated using various shear transfer mechanisms such as stud shear, concrete bearing, and shear friction. The hybrid shear connectors using shear plates and headed studs showed large load-carrying capacity and deformation capacity. The peak strength was predicted by the concrete bearing strength of the shear plates. The residual strength was sufficiently predicted by the stud shear strength of headed studs or by shear friction strength of dowel reinforcing bars. Further, the finite element analysis was performed to verify the shear transfer mechanism of the connection with hybrid shear connector.
He, Jun-xiao;Wang, Juan;Yang, Qing-shan;Han, Miao;Deng, Yang
Structural Engineering and Mechanics
/
제77권4호
/
pp.509-521
/
2021
The neighbouring gaps at the mortise-tenon joint in traditional timber structure, which leads to the complexity of the joint, are considered to impair the mechanical performance of the joint. In this paper, numerical simulation of loose joint was conducted to examine the deformation states, stress distributions, and bearing capacities, which was verified by full-scale test. On the basis of the experimental and numerical results, a simplified mechanics model with gaps has been proposed to present the bending capacity of the loose joint. Besides, the gap effects and parameter studies on the influences of tenon height, friction coefficient, elastic modulus and axial load were also investigated. As a result, the estimated relationship between moment and rotation angle of loose joint showed the agreement with the numerical results, demonstrating validity of the proposed model; The bending bearing capacity and rotational stiffness of loose joint had a certain drop with the increasing of gaps; and the tenon height may be the most important factor affecting the mechanical behaviors of the joint when it is subjected to repeated load; Research results can provide important references on the condition assessments of the existing mortise-tenon joint.
Kim, Jae Young;Kim, Young Jin;Jeon, Jeong Eun;Jeon, Jun Woo;Choi, Beom Soo;Choi, Jeong Won;Hong, Sang Jeen
반도체디스플레이기술학회지
/
제21권2호
/
pp.38-44
/
2022
Plasma density in semiconductor fabrication equipment becomes higher to achieve the improved the throughput of the process, but the increase of surface corrosion of the ceramic coated chamber wall has been observed by the increased plasma density. Plasma chamber wall coating with aerosol deposition prefer to be firm and uniform to prevent the potential creation of particle inside the chamber from the deformation of the coating materials, and the aerosol discharge nozzle is a good control factor for the deposited coating condition. In this paper, we investigated the design of the nozzle of the aerosol deposition to form a high-quality coating film. Computational fluid dynamics (CFD) study was employed to minimize boundary layer effect and shock wave. The degree of expansion, and design of simulation approach was applied to found out the relationship between the divergence angle and nozzle length as the key parameter for the nozzle design. We found that the trade-off tendency between divergence angle and nozzle length through simulation and quantitative analysis, and present the direction of nozzle design that can improve the uniformity of chamber wall coating.
Using the nonlinear static procedures has become very common in seismic codes to achieve the nonlinear response of the structure during an earthquake. The capacity spectrum method (CSM) adopted in ATC-40 is considered as one of the most known and useful procedures. For this procedure the seismic demand can be approximated from the maximum deformation of an equivalent linear elastic Single-Degree-of-Freedom system (SDOF) that has an equivalent damping ratio and period by using an iterative procedure. Data from the results of this procedure are plotted in acceleration- displacement response spectrum (ADRS) format. Different improvements have been made in order to have more accurate results compared to the Non Linear Time History Analysis (NL-THA). A new procedure is presented in this paper where the iteration process shall not be required. This will be done by estimation the ductility demand response spectrum (DDRS) and the corresponding effective damping of the bilinear system based on a new parameter of control, called normalized yield strength coefficient (η), while retaining the attraction of graphical implementation of the improved procedure of the FEMA-440. The proposed procedure accuracy should be verified with the NL-THA analysis results as a first implementation. The comparison shows that the new procedure provided a good estimation of the nonlinear response of the structure compared with those obtained when using the NL-THA analysis.
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.