• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제5권6호
• /
• pp.671-689
• /
• 2018

Bending, buckling and free vibration responses of functionally graded (FG) higher-order beams resting on two parameter (Winkler-Pasternak) elastic foundation are studied using a new inverse hyperbolic beam theory. The material properties of the beam are graded along the thickness direction according to the power-law distribution. In the present theory, the axial displacement accounts for an inverse hyperbolic distribution, and the transverse shear stress satisfies the traction-free boundary conditions on the top and bottom surfaces of the beams. Hamilton's principle is employed to derive the governing equations of motion. Navier type analytical solutions are obtained for the bending, bucking and vibration problems. Numerical results are obtained to investigate the effects of power-law index, length-to-thickness ratio and foundation parameter on the displacements, stresses, critical buckling loads and frequencies. Numerical results by using parabolic beam theory of Reddy and first-order beam theory of Timoshenko are specially generated for comparison of present results and found in excellent agreement with each other.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1993년도 가을 학술발표회논문집
• /
• pp.81-90
• /
• 1993

The optimum design of a structure requires the determination of the economical member size and shape of the structure which satisfies the design condition and function. In this study, the process of design automatization of three-dimensional truss structure introduces the optimization technique tests its application in the design automatization, proposes its application method and applies the example structure of the parabolic antenna truss. Using the Formex Algebra of configuration function, the structure's mesh-generation is automatized. By using the program developed in this study, the input member array, member size and load condition designer can generate the input data file for the structure analysis and optimum design. This study is aimed at the development of a design automatization system that search for tile optimum value of a structure design by observing the structure's sensitivity from the modification of member array and member property.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.417-422
• /
• 2002

The main purpose of this paper is to determine the dynamic optimal shapes of tapered column with constant volume. The linear, parabolic and sinusoidal tapers with the regular polygon cross-section are considered, whose material volume and span length are always held constant. The ordinary differential equation including the effect of axial load is applied to calculate the natural frequencies. The Runge-Kutta method and Regula-Falsi methods are used to integrate the differential equation and compute the frequencies, respectively. Then the dynamic optimal shape whose lowest natural frequency is highest is determined by reading the critical value of the frequency versus section ratio curve plotted by the frequency data. In the numerical examples, the tapered columns are analysed and the numerical result of this study are shown in table and figures.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.107-114
• /
• 2002

This paper deals with the non-linear analysis of cantilever beams with constant volume. Numerical methods are developed for solving the elastica of cantilever ben subjected to a tip Point load and a tip couple. The linear, parabolic and sinusoidal tapers with the regular polygon cross-section are considered, whose material volume and span length are always held constant. The Runge-Kutta and Regula-Falsi methods, respectively, are used to integrate the governing differential equations and to compute the unknown value of the tip deflection. The numerical results obtained herein are shown in tables and figures. Also the shapes of strongest beams are determined by reading the minimum values form the deflection versus section ratio curves.

• Ocean Systems Engineering
• /
• 제2권4호
• /
• pp.289-295
• /
• 2012

Assume fluid eddy viscosity in the vertical direction is parabolic. Sediment particles diffuse with the given fluid eddy viscosity. However, when the vertical diffusion coefficient profile is computed from the suspended sediment concentration profile, the coefficient shows lager values than the fluid mixing coefficient values. This trend was explained by using two sizes of sediment particles. When fine sediment particles like wash load are added in water column the sediment mixing coefficient looks much larger than the fluid mixing coefficient.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제85권2호
• /
• pp.217-231
• /
• 2023

The bending analysis of sandwich functionally graded (FG) beams under temperature circumstances is performed in this article utilizing Navier's solution-based parabolic shear deformation theory. For the first time, a comparative study has been carried out between the exponential and sigmoidal sandwich FGM beams under thermal conditions. During this investigation, temperature-dependent material characteristics are postulated. Both symmetric and unsymmetric sandwich examples have been studied. The effect of gradation law, gradation coefficient, and thickness scheme on beam behavior has been thoroughly investigated. Three possible temperature combinations at the top and bottom surfaces of the beam are also investigated. Beams with a higher proportion of ceramic to metal are shown to be more resistant to thermal stresses than beams with a higher proportion of metal.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제34권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2020

This paper presents experimental and numerical studies on effects of local damages on the in-plane elastic-plastic buckling and strength of a fixed parabolic steel tubular arch under a vertical load distributed uniformly over its span, which have not been reported in the literature hitherto. The in-plane structural behaviour and strength of ten specimens with different local damages are investigated experimentally. A finite element (FE) model for damaged steel tubular arches is established and is validated by the test results. The FE model is then used to conduct parametric studies on effects of the damage location, depth and length on the strength of steel arches. The experimental results and FE parametric studies show that effects of damages at the arch end on the strength of the arch are more significant than those of damages at other locations of the arch, and that effects of the damage depth on the strength of arches are most significant among those of the damage length. It is also found that the failure modes of a damaged steel tubular arch are much related to its initial geometric imperfections. The experimental results and extensive FE results show that when the effective cross-section considering local damages is used in calculating the modified slenderness of arches, the column bucking curve b in GB50017 or Eurocode3 can be used for assessing the remaining in-plane strength of locally damaged parabolic steel tubular arches under uniform compression. Furthermore, a useful interaction equation for assessing the remaining in-plane strength of damaged steel tubular arches that are subjected to the combined bending and axial compression is also proposed based on the validated FE models. It is shown that the proposed interaction equation can provide lower bound assessments for the remaining strength of damaged arches under in-plane general loading.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제14권5호
• /
• pp.39-52
• /
• 1998

본 논문은 정규압밀된 점성토 지반에서 강관 매입 말뚝의 수평 거동에 영향을 미치는 여러인자들 중에서 말뚝의 근입길이, 지반조건(건조단위 중량 $\gamma_4$), 말뚝 두부의 구속조건의 영향에 관하여 모형실험을 수행하였으며, 이러한 영향을 정량화 할 수 있는 경첩식을 그 결과들로부터 얻었다. 모형실험에 사용한 지반은 3종류의 정규압밀 점토이다. 2종류의 말뚝 근입길이와 말뚝 두부의 고정 자유조건의 모형실험결과들에 의하여 수평하중-변위 관계는 $\gamma_d/\gamma_{dmax}$=0.84 이하에서 완전 탄소성체의 거동형상을 보일 것으로 나타났으며, 각 실험에서 최대 수평하중(Q--) 이후의 수평하중 감소는 상당한 시간 의존성을 보였다. 본 연구에서는 수평 하중-변위관계(logo-logy/D)와 최대 휨 모멘트-변위관계($loaM_{max}$.-.-logy/D)에서 각각 구한 항복 수평하중(Qy)과 항복 최대 휭 모멘트(My)가 직선적인 관계로 밝혀졌다. Relaxation에 의한 수평하 중은 모형실험 결과들로부터 시간을 변수로 한 지수 함수식으로 회귀분석 하였다. 수평 극한하중과 항복하중에 대한 지반조건의 영향은 $\gamma_4$$/\gamma_{dmax}$의 변수로 한 지수함수식으로 모델화 하였으며, Broms와 Budhu et at.에 의한 결과와의 비교에서 예측결과가 26-78%정도 과대평가 되었다. 수평하중-변위 관계에 대한 말뚝 두부의 고정조건 영향에서 $Q_{mxed}/Q_{free}$-y/D의 관계는 상당히 비선형적으로 나타났으며, yiD를 변수로 한 지수함수식으로 모델화하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.43-54
• /
• 1992

낮은 아치는 동하중 재하시 재료는 탄성범위 내에 있더라도 큰 변형이 발생할 수 있으며, 좌굴 가능성이 높기 때문에 선형해석으로는 정확한 거동을 구명하기 어렵다. 본 연구에서는 이에 따라 낮은 아치의 동적 비선형 해석방법 및 좌굴판단기준을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이 때, 동적 운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형 등분포하중을 받는 낮은 원호 아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰 동하중을 받는 원호 아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알았다. 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴해석을 실시하여 임계 좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 원호 아치의 거동을 본 연구에서 사용한 무차원 매개변수를 이용하여 해석한 결과로 부터, 동일한 형상매개변수를 가진 아치들은 실제하중을 하중매개변수로 환산하여 같은 하중매개변수를 재하했을 때 시간매개변수에 따라 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았으며, 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다. 또한, 포물선형상의 아치와 연직하중이나 집중하중이 재하된 경우의 해석에도 개발된 프로그램이 유용하게 사용될 수 있음을 해석예를 통하여 밝혔다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제1권1호
• /
• pp.46-58
• /
• 1985

피스톤링과 실린더벽 사이의 윤활이 왕복운동을 하며 동하중을 받는 포물선형의 슬라이드 베어링의 유체 윤활로 보고 전개하였다. 싸이클 상의 유막 두께의 변화, 윤활유 운반과 마찰력을 계산하는 과정이 개략적으로 설명되었고, 이들 성능 특성들에 대한 링 높이, 링 앞면 곡률반경과 링의 비대칭의 영향을 고찰하였다. 단독링에 대한 해석결과를 조금 더 복잡한 링 팩에 대해 확대 적용하였다. 링의 부하가 되는 링 주위의 압력들은 실험적으로 또는 가스 흐름 해석으로부터 얻을 수 있는데 본 연구에서는 후자를 택하였다. 링팩에서의 유체 연속 및 윤활유 부족에 따른 수치 해석에 주안점을 두었다.