This study deals with the nonlinear static analysis of functionally graded carbon nanotubes reinforced composite (FG-CNTRC) truncated conical shells subjected to axial load based on the classical shell theory. Detailed studies for both nonlinear buckling and post-buckling behavior of truncated conical shells. The truncated conical shells are reinforced by single-walled carbon nanotubes which alter according to linear functions of the shell thickness. The nonlinear equations are solved by both the Airy stress function and Galerkin method based on the classical shell theory. In numerical results, the influences of various types of distribution and volume fractions of carbon nanotubes, geometrical parameters, elastic foundations on the nonlinear buckling and post-buckling behavior of FG-CNTRC truncated conical shells are presented. The proposed results are validated by comparing with other authors.
Buckling and post-buckling cases are often occurred in aorta artery because it affected by higher pressure. Also, its stability has a vital importance to humans and animals. The loss of stability in arteries may lead to arterial tortuosity and kinking. In this paper, post-buckling analysis of aorta artery is investigated under axial compression loads on the basis of Euler-Bernoulli beam theory by using finite element method. It is known that post-buckling problems are geometrically nonlinear problems. In the geometrically nonlinear model, the Von Karman nonlinear kinematic relationship is employed. Two types of support conditions for the aorta artery are considered. The considered non-linear problem is solved by using incremental displacement-based finite element method in conjunction with Newton-Raphson iteration method. The aorta artery is modeled as a cylindrical tube with different average diameters. In the numerical results, the effects of the geometry parameters of aorta artery on the post-buckling case are investigated in detail. Nonlinear deflections and critical buckling loads are obtained and discussed on the post-buckling case.
In this paper, the thermal post-buckling characteristics of functionally graded (FG) pipes with initial geometric imperfection are studied. Considering the influence of initial geometric defects, temperature and geometric nonlinearity, Euler-Lagrange principle is used to derive the nonlinear governing equations of the FG pipes. Considering three different boundary conditions, the two-step perturbation method is used to solve the nonlinear governing equations, and the expressions of thermal post-buckling responses are also obtained. Finally, the correctness of this paper is verified by numerical analyses, and the effects of initial geometric defects, functional graded index, elastic foundation, porosity, thickness of pipe and boundary conditions on thermal post-buckling response are analyzed. It is found that, bifurcation buckling exists for the pipes without initial geometric imperfection. In contrast, there is no bifurcation buckling phenomenon for the pipes with initial geometric imperfection. Meanwhile, the elastic stiffness can significantly improve thermal post-buckling load and thermal post-buckling strength. The larger the porosity, the greater the thermal buckling load and the thermal buckling strength.
The purpose of this study is to investigate thermal post-buckling analysis of a laminated composite beam subjected under uniform temperature rising with temperature dependent physical properties. The beam is pinned at both ends and immovable ends. Under temperature rising, thermal buckling and post-buckling phenomena occurs with immovable ends of the beam. In the nonlinear kinematic model of the post-buckling problem, total Lagrangian approach is used in conjunction with the Timoshenko beam theory. Also, material properties of the laminated composite beam are temperature dependent: that is the coefficients of the governing equations are not constant. In the solution of the nonlinear problem, incremental displacement-based finite element method is used with Newton-Raphson iteration method. The effects of the fibber orientation angles, the stacking sequence of laminates and temperature rising on the post-buckling deflections, configurations and critical buckling temperatures of the composite laminated beam are illustrated and discussed in the numerical results. Also, the differences between temperature dependent and independent physical properties are investigated for post-buckling responses of laminated composite beams.
In this paper, an analytical method for the Post-buckling response of cylindrical shells with spiral stiffeners surrounded by an elastic medium subjected to external pressure is presented. The proposed model is based on two parameters elastic foundation Winkler and Pasternak. The material properties of the shell and stiffeners are assumed to be continuously graded in the thickness direction. According to the Von Karman nonlinear equations and the classical plate theory of shells, strain-displacement relations are obtained. The smeared stiffeners technique and Galerkin method is used to solve the nonlinear problem. To valid the formulations, comparisons are made with the available solutions for nonlinear static buckling of stiffened homogeneous and un-stiffened FGM cylindrical shells. The obtained results show the elastic foundation Winkler on the response of buckling is more effective than the elastic foundation Pasternak. Also the ceramic shells buckling strength higher than the metal shells and minimum critical buckling load is occurred, when both of the stiffeners have angle of thirty degrees.
Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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1997.10a
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pp.28-31
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1997
Buckling analysis of thin compressed beam has been carried out. Pre-buckling and post-buckling are simulated by finite element method incorporating with the incremental nonlinear theory and the Newton-Raphson solution technique. In order to find the bifurcation point, the determinent of the stiffness matrix is calculated at every iteration procedure. For post-buckling analysis, a small perturbed initial guess is given along the eigenvector direction at the bifurcation point. Nonlinear elastic buckling and elastic-plastic buckling of cantilever beam are analyzed. The buckling load and buckled shape of the two models are compared.
This papers studies nonlinear stability and post-buckling behaviors of geometrically imperfect metal foam doubly-curved shells with eccentrically stiffeners resting on elastic foundation. Metal foam is considered as porous material with uniform and non-uniform models. The doubly-curved porous shell is subjected to in-plane compressive loads as well as a transverse pressure leading to post-critical stability in nonlinear regime. The nonlinear governing equations are analytically solved with the help of Airy stress function to obtain the post-buckling load-deflection curves of the geometrically imperfect metal foam doubly-curved shell. Obtained results indicate the significance of porosity distribution, geometrical imperfection, foundation factors, stiffeners and geometrical parameters on post-buckling characteristics of porous doubly-curved shells.
Post-buckling behavior of Timoshenko beams subjected to uniform temperature rising with temperature dependent physical properties are studied in this paper by using the total Lagrangian Timoshenko beam element approximation. The beam is clamped at both ends. In the case of beams with immovable ends, temperature rise causes compressible forces end therefore buckling and post-buckling phenomena occurs. It is known that post-buckling problems are geometrically nonlinear problems. Also, the material properties (Young's modulus, coefficient of thermal expansion, yield stress) are temperature dependent: That is the coefficients of the governing equations are not constant in this study. This situation suggests the physical nonlinearity of the problem. Hence, the considered problem is both geometrically and physically nonlinear. The considered highly non-linear problem is solved considering full geometric non-linearity by using incremental displacement-based finite element method in conjunction with Newton-Raphson iteration method. The beams considered in numerical examples are made of Austenitic Stainless Steel (316). The convergence studies are made. In this study, the difference between temperature dependent and independent physical properties are investigated in detail in post-buckling case. The relationships between deflections, thermal post-buckling configuration, critical buckling temperature, maximum stresses of the beams and temperature rising are illustrated in detail in post-buckling case.
This paper presents post-buckling responses of a simply supported laminated composite beam subjected to a non-follower axially compression loads. In the nonlinear kinematic model of the laminated beam, total Lagrangian approach is used in conjunction with the Timoshenko beam theory. In the solution of the nonlinear problem, incremental displacement-based finite element method is used with Newton-Raphson iteration method. There is no restriction on the magnitudes of deflections and rotations in contradistinction to von-Karman strain displacement relations of the beam. The distinctive feature of this study is post-buckling analysis of Timoshenko Laminated beams full geometric non-linearity and by using finite element method. The effects of the fibber orientation angles and the stacking sequence of laminates on the post-buckling deflections, configurations and stresses of the composite laminated beam are illustrated and discussed in the numerical results. Numerical results show that the above-mentioned effects play a very important role on the post-buckling responses of the laminated composite beams.
The objective of this work is to analyze post-buckling of functionally graded (FG) beams with porosity effect under compression load. Material properties of the beam change in the thickness direction according to power-law distributions with different porosity models. It is known that post-buckling problems are geometrically nonlinear problems. In the nonlinear kinematic model of the beam, total Lagrangian finite element model of two dimensional (2-D) continuum is used in conjunction with the Newton-Raphson method. In the study, the effects of material distribution, porosity parameters, compression loads on the post-buckling behavior of FG beams are investigated and discussed with porosity effects. Also, the effects of the different porosity models on the FG beams are investigated in post-buckling case.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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