Shahabeddin Hatami;Mohammad J. Zarei;Seyyed H. Asghari Pari
Advances in nano research
/
v.17
no.1
/
pp.19-32
/
2024
Functionally graded-carbon nanotube (FG-CNT) is expected to be a new generation of materials with a wide range of potential applications in technological fields such as aerospace, defense, energy, and structural industries. In this paper, an exact finite strip method for functionally graded-carbon nanotube sandwich plates is developed using first-order shear deformation theory to get the exact natural frequencies of the plates. The face sheets of the plates are made of FG-CNT with continuous and smooth grading based on the power law index. The equations of motion have been generated based on the Hamilton principle. By extracting the exact stiffness matrix for any strip of the sandwich plate as a non-algebraic function of natural frequencies, it is possible to calculate the exact free vibration frequencies. The accuracy and efficiency of the current method is established by comparing its findings to the results of the literature works. Examples are presented to prove the efficiency of the generated method to deal with various problems, such as the influence of the length-to-height ratio, the power law index, and a core-to-face sheet thickness of the single and multi-span sandwich plates with various boundary conditions on the natural frequencies. The exact results obtained from this analysis can check the validity and accuracy of other numerical methods.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
/
v.7
no.2
/
pp.141-153
/
1987
The prediction of the exact behavior of multistory building is one of the most complicated problem encountered in structural engineering practice. An efficient computer method for the three dimensional analysis of building structures is presented in this paper. A multistory building is idealized as an assemblage of a series of rectangular plane frames interconnected by rigid floor diaphragms. The matrix condensation technique is employed for the reduction of degrees of freedom, which results in a significant saving in computational efforts and the required memory size. Kinematical approach was used to assemble condensed stiffness matrices of plane frames into a three dimensional stick model stiffness matrix. The static analysis follows the modified tridiagonal approach. Since this procedure utilizes the condensed stiffness matrix of the structure, the dynamic equations of motion for the story displacement are developed by assigning proper mass for each story. Analysis results of several example structures are compared to those obtained by using the well-known SAP IV for verification of the accuracy and efficiency of the computer program PFS which was developed utilizing the method proposed in this study. The analysis method proposed in this study can be used as an efficient and economical means for the analysis of multistory buildings.
Structural reanalysis is frequently used to reduce the computational cost during the process of design or optimization. The supports can be regarded as the design variables in various types of structural optimization problems. The location, number, and type of supports may be varied in order to yield a more effective design. The paper is focused on structural static reanalysis problem with added supports where some node displacements along axes of the global coordinate system are specified. A new approach is proposed and exact solutions can be provided by the approach. Thus, it belongs to the direct reanalysis methods. The information from the initial analysis has been fully exploited. Numerical examples show that the exact results can be achieved and the computational time can be significantly reduced by the proposed method.
This study aims to extend the application of the spectral element method (SEM) to wave propagation and free vibration analysis of functionally graded (FG) plates integrated with thin piezoelectric layers, plates with tapered thickness and structure on elastic foundations. Also, the dynamic response of the smart FG plate under impact and moving loads is presented. In this paper, the dynamic stiffness matrix of the smart rectangular FG plate is determined by using the exact dynamic shape functions based on Mindlin plate assumptions. The low computational time and results' independence with the number of elements are two significant features of the SEM. Also, to prove the accuracy and efficiency of the SEM, results are compared with Abaqus simulations and those reported in references. Furthermore, the effects of boundary conditions, power-law index, piezoelectric layers thickness, and type of loading on the results are studied.
Two new elements with six degrees of freedom are proposed by applying the equilibrium conditions and strain-displacement equations. The first element is formulated for the infinite ratio of beam radius to thickness. In the second one, theory of the thick beam is used. Advantage of these elements is that by utilizing only one element, the exact solution will be obtained. Due to incorporating equilibrium conditions in the presented formulations, both proposed elements gave the precise internal forces. By solving some numerical tests, the high performance of the recommended formulations and also, interaction effects of the bending and axial forces will be demonstrated. While the second element has less error than the first one in thick regimes, the first element can be used for all regimes due to simplicity and good convergence. Based on static responses, it can be deduced that the first element is efficient for all the range of structural characteristics. The free vibration analysis will be performed using the first element. The results of static and dynamic tests show no deficiency, such as, shear and membrane locking and excessive stiff structural behavior.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
/
2000.11a
/
pp.620-623
/
2000
The leaf spring is generally used effectively in load supporting because it has tension-diffused function in comparison with other springs. Nowadays the leaf spring is used widely in the suspensions of automobile and trains. The stiffness and the damping characteristics of the leaf spring being essential for the performance of vehicles, the exact evaluation is required. Various approximate formula are normally used for the leaf spring design. however, accuracy and trust are decreased because the contact and frictional characteristics between leaf plates are generally neglected. In this paper, nonlinear stiffness matrix of the leaf spring is solved by contact-element applying FEM for considering the contact and frictional characteristics between leaf plates. The results of proposed FE model are compared with test data.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.29
no.12
s.243
/
pp.1574-1585
/
2005
In this paper, a spectral element model is developed for the uniform straight pipelines conveying internal unsteady fluid. Four coupled pipe-dynamics equations are derived first by using the Hamilton's principle and the principles of fluid mechanics. The transverse displacement, the axial displacement, the fluid pressure and the fluid velocity are all considered as the dependent variables. The coupled pipe-dynamics equations are then linearized about the steady state values of the fluid pressure and velocity. As the final step, the spectral element model represented by the exact dynamic stiffness matrix, which is often called spectral element matrix, is formulated by using the frequency-domain solutions of the linearized pipe-dynamics equations. The FFT-based spectral dynamic analyses are conducted to evaluate the accuracy of the present spectral element model and also to investigate the structural dynamic characteristics and the internal fluid transients of an example pipeline system.
The use of frequency-dependent spectral element matrix (or exact dynamic stiffness matrix) in structural dynamics may provide very accurate solutions, together with drastically reducing the number of degrees of freedom to improve the computation efficiency and cost problems. Thus, this paper develops a spectral element model for the coupled thermoelastic beam which axially moves with constant speed under a uniform tension. The accuracy of the spectral element model is then evaluated by comparing the natural frequencies obtained by the present element model with those obtained by the conventional finite element model.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
/
v.12
no.9
/
pp.137-147
/
1995
The unbalance response analysis is one of the essential area in the forced vibration analysis of rotor-bearing systems. Local bearing parameters in rotor-bearing systems are the major sources which give rise to a difficulty in unbalance response computation due to the complicated dynamic properties such as rotational speed dependency and anisotropy. In the present paper, an efficient method for unbalance responses is proposed so as to easily take into account bearing parameters in computation. An exact matrix condensation procedure is proposed which enables the present method to compute unbalance responses by dealing with condensed, small matrices. The proposed method causes no errors even though the computation procedure is based on the small matrices condensed from the full matrices. The present method is illustrated through a numerical example and compared with the conventional method.
In this paper, cantilevered tall structures are treated as cantilever bars with varying cross-section for the analysis of their free longitudinal (or axial) vibrations. Using appropriate transformations, exact analytical solutions to determine the longitudinal natural frequencies and mode shapes for a one step non-uniform bar are derived by selecting suitable expressions, such as exponential functions, for the distributions of mass and axial stiffness. The frequency equation of a multi-step bar is established using the approach that combines the transfer matrix procedure or the recurrence formula and the closed-form solutions of one step bars, leading to a single frequency equation for any number of steps. The Ritz method is also applied to determine the natural frequencies and mode shapes in the vertical direction for cantilevered tall structures with variably distributed stiffness and mass. The formulae proposed in this paper are simple and convenient for engineering applications. Numerical example shows that the fundamental longitudinal natural frequency and mode shape of a 27-storey building determined by the proposed methods are in good agreement with the corresponding measured data. It is also shown that the selected expressions are suitable for describing the distributions of axial stiffness and mass of typical tall buildings.
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.