Rotating systems concern with torsional vibration, and it should be considered in vibration analysis. To do this, the time-dependent torsional vibrations in a single-walled carbon nanotube (SWCNT) under the linear and harmonic external torque, are investigated in this paper. Eringen's nonlocal elasticity theory is considered to demonstrate the nonlocality and constitutive relations. Hamilton's principle is established to derive the governing equation of motion and consequently related boundary conditions. An analytical method, called the Galerkin method, is utilized to discretize the driven differential equations. Linear and harmonic torsional loads, along with determined amplitude, are applied to the SWCNT as the external torques. SWCNT is considered under the clamped-clamped end supports. In free vibration, analysis of small scale effect reveals the capability of natural frequencies in different modes, and this results desirably are in coincidence with another study. The forced torsional vibration in the time domain, especially for carbon nanotubes, has not been done before in the previous works. The previous forced studies were devoted to the transverse vibrations. It should be emphasized that the dynamical analysis of torsion is novel, workable, and at the beginning of the path. The variations of nonlocal parameter, CNT's thickness, and the influence of excitation frequency on time-dependent angular displacement and nondimensional angular displacement are investigated in the context.
Structure-dependent integration methods seem promising for structural dynamics applications since they can integrate unconditional stability and explicit formulation together, which can enable the integration methods to save many computational efforts when compared to an implicit method. A newly developed structure-dependent integration method can inherit such numerical properties. However, an unusual overshooting behavior might be experienced as it is used to compute a forced vibration response. The root cause of this inaccuracy is thoroughly explored herein. In addition, a scheme is proposed to modify this family method to overcome this unusual overshooting behavior. In fact, two improved formulations are proposed by adjusting the difference equations. As a result, it is verified that the two improved formulations of the integration methods can effectively overcome the difficulty arising from the inaccurate integration of the steady-state response of a high frequency mode.
In order to analyze the effects of ground vibration caused by underground blasting having an effect on structure, the particle velocity and acceleration are calculated by using DYNPAK program. The DYNPAK program analyzes nonlinear transient dynamic problem and adopts the very popular and easily implemented, explicit, central difference scheme. In this program, the material behavior is assumed to be elasto-viscoplastic. Using the particle acceleration history, modal analysis method is applied to the forced vibration response of multiple-degree-of-freedom(MDOF) systems using unclupled equations of motion expressed in terms of the system's natural circular frequencies and modal damping factors. AS a means of evaluating the vibration behavior of building structure subjected to underground blasting, the time response of the displacements relative to the ground of five-story building is determined. It is concluded that the amount of explosives consumed per round, the location of structure, the properties of rock medium, the stiffness fo structure, etc. act on the important factors influencing on the safety of building and that the response of a structure subjected to a forced excitation can usually be obtained with reasonable accuracy by the modal analysis of only a few mode of the lower frequencies of the system.
A novel three-degree-of-freedom (DOF) forced vibration system has been developed for identification of aeroelastic (self-excited) load parameters used in time-domain response analysis of wind-excited flexible structures. This system is capable of forcing sinusoidal motions on a section model of a structure that is used in wind tunnel aeroelastic studies along all three degrees of freedom - along-wind, cross-wind, and torsional - simultaneously or in any combination thereof. It utilizes three linear actuators to force vibrations at a consistent frequency but varying amplitudes between the three. This system was designed to identify all the parameters, namely, aeroelastic- damping and stiffness that appear in self-excited (motion-dependent) load formulation either in time-domain (rational functions) or frequency-domain (flutter derivatives). Relatively large displacements (at low frequencies) can be generated by the system, if required. Results from three experiments, airfoil, streamlined bridge deck and a bluff-shaped bridge deck, are presented to demonstrate the functionality and robustness of the system and its applicability to multiple cross-section types. The system will allow routine identification of aeroelastic parameters through wind tunnel tests that can be used to predict response of flexible structures in extreme and transient wind conditions.
This paper presents a study of geometric nonlinear forced vibration of carbon nano-tubes (CNTs) reinforcement composite plates on nonlinear elastic foundations. The plate is bonded with piezoelectric layers. The von Karman geometric nonlinearity assumptions with classical plate theory are employed to obtain the governing equations. The Galerkin and homotopy perturbation method (HPM) are utilized to investigate the effect of carbon nano-tubes volume fractions, large amplitude vibrations, elastic foundation parameters, piezoelectric applied voltage on frequency ratio and primary resonance. The results indicate that the carbon nano-tube volume fraction, applied voltage and elastic foundation parameters have significant effect on the hardening response of carbon nanotubes reinforced composite (CNTRC) plates.
In this study, a numerical analysis for soil-pile interaction systems in multi-layered half planes under a forced vibration is presented. The soil-pile interaction system is divided into two parts, so called near field and far field. The near field soil using finite elements and piles using beam elements are modeled. The far field soil media is implemented using boundary elements those can automatically satisfy the condition of wave radiation. These two fields are numerically coupled by imposing displacement compatibility condition at the interface between the near field and the far field. For the verification, the forced vibration test was simulated and the response under horizontal and vertical harmonic loads at the pile cap in the layered half plane was determined. The results are compared to the theoretical and experimental results of the literatures to verify the proposed soil-pile interaction analysis formulation.
In this paper, forced vibration of micro cylindrical shell reinforced by functionally graded carbon nanotubes (FG-CNTs) is presented. The structure is subjected to transverse harmonic load and modeled by beam model. The size effects are considered based on strain gradient theory containing three small scale parameters. The mixture rule is used for obtaining the effective material properties of the structure. Based on sinusoidal shear deformation theory of beam, energy method and Hamilton's principle, the motion equations are derived. Applying differential quadrature method (DQM) and Newmark method, the frequency curves of the structure are plotted. The effect of different parameters including, CNTs volume percent and distribution type, boundary conditions, size effect and length to thickness ratio on the frequency curves of the structure is studied. Numerical results indicate that the dynamic deflection of the FGX-CNT-reinforced cylindrical is lower with respect to other type of CNT distribution.
Dao Minh Tien;Do Van Thom;Nguyen Thi Hai Van;Abdelouahed Tounsi;Phung Van Minh;Dao Nhu Mai
Computers and Concrete
/
제32권6호
/
pp.553-565
/
2023
This work is the first to apply nonlocal theory and a variety of deformation plate theories to study the issue of forced vibration and buckling in organic nanoplates, where the effect of the drag parameter inside the structure has been taken into consideration. Whereas previous research on nanostructures has treated the nonlocal parameter as a fixed value, this study accounts for its effect, and finds that its value fluctuates with the thickness of each layer. This is also a new point that no works have mentioned for organic plates. On the foundation of the notion of potential movement, the equilibrium equation is derived, the buckling issue is handled using Navier's solution, and the forced oscillation problem is solved using the finite element approach. Additionally, a set of numerical examples exhibiting the forced vibration and buckling response of organic nanoplates are shown. These findings indicate that the nonlocal parameter and the drag parameter of the structure have a substantial effect on the mechanical responses of organic nanoplates.
Forced vibration analysis of a simple supported viscoelastic nanobeam is studied based on modified couple stress theory (MCST). The nanobeam is excited by a transverse triangular force impulse modulated by a harmonic motion. The elastic medium is considered as Winkler-Pasternak elastic foundation.The damping effect is considered by using the Kelvin-Voigt viscoelastic model. The inclusion of an additional material parameter enables the new beam model to capture the size effect. The new non-classical beam model reduces to the classical beam model when the length scale parameter is set to zero. The considered problem is investigated within the Timoshenko beam theory by using finite element method. The effects of the transverse shear deformation and rotary inertia are included according to the Timoshenko beam theory. The obtained system of differential equations is reduced to a linear algebraic equation system and solved in the time domain by using Newmark average acceleration method. Numerical results are presented to investigate the influences the material length scale parameter, the parameter of the elastic medium and aspect ratio on the dynamic response of the nanobeam. Also, the difference between the classical beam theory (CBT) and modified couple stress theory is investigated for forced vibration responses of nanobeams.
The forced vibration analysis of the outer-clamped spinnig annular disk with arbitrary in-plane is formulated to investigate the influence of non-uniform tension on the cutting accuracy of wafer cutting machine. The arbitrary in-plan force along the outer edge of an annular plate is expressed as a Fourier series. Galerkin method and modal superposition method are employed to obtain the forced responses under the static force and the impulse force in astationary coordinate. Through qualitative and quantitative analyses, it can be found that forced and impulse responses are sensitive to the non-uniformity of in-plane force, which can bring a bad effect to the accuracy of wafer cutting process. Also, in case of a spinning disk with non-uniform in-plane force, critical speed is required to define in a different way, compared with conventional definition in axi-symmetrical spinning disk.
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.