The present study is concerned with the thermoelastic interactions in a two dimensional homogeneous, transversely isotropic thermoelastic solid with new modified couple stress theory without energy dissipation and with two temperatures in frequency domain. The time harmonic sources and Hankel transform technique have been employed to find the general solution to the field equations.Concentrated normal force, normal force over the circular region, thermal point source and thermal source over the circular region have been taken to illustrate the application of the approach. The components of displacements, stress, couple stress and conductive temperature distribution are obtained in the transformed domain. The resulting quantities are obtained in the physical domain by using numerical inversion technique. Numerically simulated results are depicted graphically to show the effect of angular frequency on the resulted quantities.
Samia M. Said;Elsayed M. Abd-Elaziz;Mohamed I.A. Othman
Structural Engineering and Mechanics
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v.87
no.5
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pp.475-485
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2023
The present study deals with wave propagation in a modified couple-stress generalized thermoelastic solid under the effect of gravity and magnetic field. The problem is solved by a refined microtemperatures multi-phase-lags thermoelastic theory. The Fourier series and Laplace transforms will be used to obtain the general solution for any set of boundary conditions. Some comparisons have been shown in figures to estimate the effects of the gravity field, the magnetic field, and different theories of thermoelasticity in the presence of the hall current effect on all the physical quantities. Some particular cases of special interest have been deduced from the present investigation.
Eringen's nonlocal thermoelasticity theory is used to study wave propagations in a rotating two-temperature thermoelastic half-space with temperature-dependent properties. Using suitable non-dimensional variables, the harmonic wave analysis is used to convert the partial differential equations to ordinary differential equations solving the problem. The modulus of elasticity is given as a linear function of the reference temperature. MATLAB software is used for numerical calculations. Comparisons are carried out with the results in the context of the dual-phase lag model for different values of rotation, a nonlocal parameter, an inclined load, and an empirical material constant. The distributions of physical fields showed that the nonlocal parameter, rotation, and inclined load have great effects. When a nonlocal thermoelastic media is swapped out for a thermoelastic one, this approach still holds true.
This research deals with the study of two-dimensional deformation in transversely isotropic thermoelastic diffusion medium. This investigation integrates the effect of diffusion and thermal effects in transversely isotropic thermoelastic solids under inclined load. Inclined load is taken as linear combination of normal load and tangential load. Laplace and Fourier transformation techniques are employed to transform the physical domain and then transformed solutions are inverted with the aid of numerical inversion techniques. Concentrated and distributed load are considered to exemplify its utility. Graphical representation of variation in displacement, stresses, temperature and concentration distribution with distance is depicted by taking inclination at different angles. Some particular cases are studied.
In this work, thermoelastic dynamic behavior of functionally graded carbon nanotube reinforced composite (FG-CNTRC) cylinders subjected to mechanical pressure loads, uniform temperature environment or thermal gradient loads is investigated by a mesh-free method. The material properties and thermal stress wave propagation of the nanocomposite cylinders are derived after solving of the transient thermal equation and obtaining of the time history of temperature field of the cylinders. The nanocomposite cylinders are made of a polymer matrix and wavy single-walled carbon nanotubes (SWCNTs). The volume fraction of carbon nanotubes (CNTs) are assumed variable along the radial direction of the axisymmetric cylinder. Also, material properties of the polymer and CNT are assumed temperature-dependent and mechanical properties of the nanocomposite are estimated by a micro mechanical model in volume fraction form. In the mesh-free analysis, moving least squares shape functions are used to approximate temperature and displacement fields in the weak form of motion equation and transient thermal equation, respectively. Also, transformation method is used to impose their essential boundary conditions. Effects of waviness, volume fraction and distribution pattern of CNT, temperature of environment and direction of thermal gradient loads are investigated on the thermoelastic dynamic behavior of FG-CNTRC cylinders.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2013.04a
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pp.528-532
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2013
In this study, an analytical model of micro-beam structure including thermoelastic damping with irregularly distributed masses is investigated. The significance of thermoelastic damping for micro-scale mechanical resonators is evaluated to design -with high quality factor(Q-factor). The beam model of this work is based on Euler-Bernoulli beam theory. In order to determine the natural frequency of the model, energy method is applied. Also, the thermoelatic damping effects are considered by using heat conduction equations, and the Q-factor can be determined. To derive the equation of motion, non-dimensionalization is employed for systematic analysis. Results of the model are verified, and present mode shapes and Q-factors for the micro-beam with thermoelastic damping including random point masses.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.32
no.8
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pp.91-100
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2004
A Green's function approach is adopted for analyzing the thermoelastic deformations and stresses of a plate made of functionally graded materials(FGMs). The solution to the 3-dimensional unsteady temperature is obtained by using the laminate theory. The fundamental equations for thermoelastic problems are derived in terms of out-plane deformation and in-plane force, separately. The thermoelastic deformation and the stress distributions due to the bending and in-plane forces are analyzed by using a Green's function based on the Galerkin method. The eigenfunctions of the Galerkin Green's function for the thermoelastic deformation and the stress distributions are approximated in terms of a series of admissible functions that satisfy the homogeneous boundary conditions of the rectangular plate. Numerical analysis for a simply supported plate is carried out and effects of material properties on unsteady thermoclastic behaviors are discussed.
This paper presents two sets of full three-dimensional thermoelastic finite element analyses of superimposed thermo-mechanically loaded Spar Wingskin Joints made with laminated Graphite Fiber Reinforced Plastic composites. The study emphasizes the influence of residual thermal stresses and material anisotropy on the inter-laminar delamination behavior of the joint structure. The delamination has been pre-embedded at the most likely location, i.e., in resin layer between the top and next ply of the fiber reinforced plastic laminated wingskin and near the spar overlap end. Multi-Point Constraint finite elements have been made use of at the vicinity of the delamination fronts. This helps in simulating the growth of the embedded delamination at both ends. The inter-laminar thermoelastic peel and shear stresses responsible for causing delamination damage due to a combined thermal and a static loading have been evaluated. Strain energy release rate components corresponding to the Mode I (opening), Mode II (sliding) and Mode III (tearing) of delamination are determined using the principle of Virtual Crack Closure Technique. These are seen to be different and non-self-similar at the two fronts of the embedded delamination. Residual stresses developed due to the thermoelastic anisotropy of the laminae are found to strongly influence the delamination onset and propagation characteristics, which have been reflected by the asymmetries in the nature of energy release rate plots and their significant variation along the delamination front.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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