Nonlocal elasticity and Reddy plant theory are used to study the vibration response of functionally graded (FG) nanoplates resting on two parameters elastic medium called Pasternak foundation. Nonlocal higher order theory accounts for the effects of both scale and the effect of transverse shear deformation, which becomes significant where stocky and short nanoplates are concerned. It is assumed that the properties of FG nanoplate follow a power law through the thickness. In addition, Poisson's ratio is assumed to be constant in this model. Both Winkler-type and Pasternak-type foundation models are employed to simulate the interaction of nanoplate with surrounding elastic medium. Using Hamilton's principle, size-dependent governing differential equations of motion and corresponding boundary conditions are derived. A differential quadrature approach is being utilized to discretize the model and obtain numerical solutions for various boundary conditions. The model is validated by comparing the results with other published results.
A Closed-form solution for dynamic response of a functionally graded (FG) nonlocal nanobeam due to action of moving harmonic load is presented in this paper. Due to analyzing in small scale, a nonlocal elasticity theory is utilized. The governing equation and boundary conditions are derived based on the Euler-Bernoulli beam theory and Hamilton's principle. The material properties vary through the thickness direction. The harmonic moving load is modeled by Delta function and the FG nanobeam is simply supported. Using the Laplace transform the dynamic response is obtained. The effect of important parameters such as excitation frequency, the velocity of the moving load, the power index law of FG material and the nonlocal parameter is analyzed. To validate, the results were compared with previous literature, which showed an excellent agreement.
This article investigates buckling behavior of a multi-phase nanocrystalline nanobeam resting on Winkler-Pasternak foundation in the framework of nonlocal couple stress elasticity and a higher order refined beam model. In this model, the essential measures to describe the real material structure of nanocrystalline nanobeams and the size effects were incorporated. This non-classical nanobeam model contains couple stress effect to capture grains micro-rotations. Moreover, the nonlocal elasticity theory is employed to study the nonlocal and long-range interactions between the particles. The present model can degenerate into the classical model if the nonlocal parameter, and couple stress effects are omitted. Hamilton's principle is employed to derive the governing equations and the related boundary conditions which are solved applying an analytical approach. The buckling loads are compared with those of nonlocal couple stress-based beams. It is showed that buckling loads of a nanocrystalline nanobeam depend on the grain size, grain rotations, porosities, interface, elastic foundation, shear deformation, surface effect, nonlocality and boundary conditions.
In the present work the dynamic analysis of the functionally graded rectangular nanoplates is studied. The theory of nonlocal elasticity based on the quasi 3D high shear deformation theory (quasi 3D HSDT) has been employed to determine the natural frequencies of the nanosize FG plate. In HSDT a cubic function is employed in terms of thickness coordinate to introduce the influence of transverse shear deformation and stretching thickness. The theory of nonlocal elasticity is utilized to examine the impact of the small scale on the natural frequency of the FG rectangular nanoplate. The equations of motion are deduced by implementing Hamilton's principle. To demonstrate the accuracy of the proposed method, the calculated results in specific cases are compared and examined with available results in the literature and a good agreement is observed. Finally, the influence of the various parameters such as the nonlocal coefficient, the material indexes, the aspect ratio, and the thickness to length ratio on the dynamic properties of the FG nanoplates is illustrated and discussed in detail.
Higher-order theories are very important to investigate the mechanical properties and behaviors of nanoscale structures. In this study, a free vibration behavior of SiNW resting on elastic foundation is investigated via Eringen's nonlocal elasticity theory. Silicon Nanowire (SiNW) is modeled as simply supported both ends and clamped-free Euler-Bernoulli beam. Pasternak two-parameter elastic foundation model is used as foundation. Finite element formulation is obtained nonlocal Euler-Bernoulli beam theory. First, shape function of the Euler-Bernoulli beam is gained and then Galerkin weighted residual method is applied to the governing equations to obtain the stiffness and mass matrices including the foundation parameters and small scale parameter. Frequency values of SiNW is examined according to foundation and small scale parameters and the results are given by tables and graphs. The effects of small scale parameter, boundary conditions, foundation parameters on frequencies are investigated.
The aim of this present research is the effect of the higher-order terms of the governing equation on the forced longitudinal vibration of a nanorod model and making comparisons of the results with classical nonlocal elasticity theory. For this purpose, the free axial vibration along with forced one under the two various linear and harmonic axial concentrated forces in zigzag Single-Walled Carbon Nanotube (SWCNT) are analyzed dynamically. Three various theories containing the classical theory, which is called Eringen's nonlocal elasticity, along with Rayleigh and Bishop theories (higher-order theories) are established to justify the nonlocal behavior of constitutive relations. The governing equation and the related boundary conditions are derived from Hamilton's principle. The assumed modes method is adopted to solve the equation of motion. For the free axial vibration, the natural frequencies are calculated for the various values of the nonlocal parameter only based on Eringen's theory. The effects of the nonlocal parameter, thickness, length, and ratio of the excitation frequency to the natural frequency over time in dimensional and non-dimensional axial displacements are investigated for the first time.
Isa Ahmadi;Mohammad Naeim Moradi;Mahdi Davar Panah
Structural Engineering and Mechanics
/
제89권2호
/
pp.135-153
/
2024
In this study, the impact response of a nanobeam with a moving nanoparticle is investigated. Timoshenko beam theory is used to model the nanobeam behavior and nonlocal elasticity theory is used to consider the effects of small dimensions. The interaction between the nanoparticle and nanobeam has been described using Lennard-Jones potential theory and the equations are discretized by the radial basis meshless method and a mathematical model is presented for the nanobeam-nanoparticle system. Validation of the proposed model is achieved by comparing the obtained natural frequencies with reference values, demonstrating good agreement. Dimensionless frequency analysis reveals a decrease with increasing nonlocal parameter, pointing out a toughening effect in nanobeam. The dynamic response of the nanobeam and nanoparticle is obtained by time integration of equations of motion using Newmark and Wilson-𝜃 methods. A comparative analysis of the two methods is conducted to determine the most suitable approach for this study. As a distinctive aspect in this study, the analysis incorporates the deformation of the nanobeam resulting from the nanoparticle-nanobeam interaction when calculating the Lennard-Jones force in the nanobeam-nanoparticle system. The numerical findings explore the impact of various factors, including the nonlocal parameter, initial velocity, nanoparticle mass, and boundary conditions.
The Edwards-Vilgis slip-link theory and the Kaliske-Heinrich extended tube theory were tested experimentally using published experimental data on networks of natural and isoprene rubber and on polysiloxane networks. All parameters were adjusted to achieve an optimum fit. The data description obtained with the EV theory is not satisfactory and the parameter values tend to lie outside their reasonably expected range. But for the region of low strains, the Kaliske-Heinrich theory offers a satisfactorily accurate data description which is able to serve for practical purposes. Its crosslink term, however, is based on approximations which lead to a questionable prediction and values determined for the exponent in the entanglement term lie outside the range expected by the KH model. Thus, the title question cannot be given a positive answer. Conclusions published earlier that the trapped entanglements contribute both to the crosslink and constraint (entanglement) term are supported by the present data analysis. Experimental equibiaxial data on hydrocarbon networks do not show any maximum on their stretch ratio dependence, contrary to the predictions of molecular theories. The stretch ratio dependences of relative reduced stresses do not sensitively reflect differences in the chemical nature of the chain backbone (hydrocarbon vs. siloxane) and in the crosslinking method (end-linking vs. random crosslinking).
This paper attempts to investigate the free vibration of functionally graded material beams with nonuniform width based on the nonlocal elasticity theory. The theoretical formulations are established following the Euler-Bernoulli beam theory, and the governing equations of motion of the system are derived from the minimum total potential energy principle using the nonlocal elasticity theory. In addition, the Differential Quadrature Method (DQM) is applied, along with the Chebyshev-Gauss-Lobatto polynomials, in order to determine the weighting coefficient matrices. Furthermore, the effects of the nonlocal parameter, cross-section area of the functionally graded material (FGM) beam and various boundary conditions on the natural frequencies are examined. It is observed that the nonlocal parameter and boundary conditions significantly influence the natural frequencies of the functionally graded material beam cross-section. The results obtained, using the Differential Quadrature Method (DQM) under various boundary conditions, are found in good agreement with analytical and numerical results available in the literature.
Houari, Mohammed Sid Ahmed;Bessaim, Aicha;Bernard, Fabrice;Tounsi, Abdelouahed;Mahmoud, S.R.
Steel and Composite Structures
/
제28권1호
/
pp.13-24
/
2018
A size-dependent novel hyperbolic shear deformation theory of simply supported functionally graded beams is presented in the frame work of the non-local strain gradient theory, in which the stress accounts for only the nonlocal strain gradients stress field. The thickness stretching effect (${\varepsilon}_z{\neq}0$) is also considered here. Elastic coefficients and length scale parameter are assumed to vary in the thickness direction of functionally graded beams according to power-law form. The governing equations are derived using the Hamilton principle. The closed-form solutions for exact critical buckling loads of nonlocal strain gradient functionally graded beams are obtained using Navier's method. The derived results are compared with those of strain gradient theory.
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.