Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Transverse vibration analysis of nonlocal beams with various slenderness ratios, undergoing thermal stress

Babaei Alireza, Rahmani Arash, Ahmadi Isa

Archive of Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. LXVI, nr 1

5--24

EN

In this paper, thermally-excited, lateral free vibration analysis of a small-sized Euler-Bernoulli beam is studied based on the nonlocal theory. Nonlocal effect is exerted into analysis utilizing differential constitutive model of Eringen. This model is suitable for design of sensors and actuators in dimensions of micron and submicron. Sudden temperature rise conducted through the thickness direction of the beam causes thermal stresses and makes thermo-mechanical properties to vary. This temperature field is supposed to be constant in the lateral direction. Temperatures of the top and bottom surfaces of the system are considered to be equal to each other. Governing equation of motion is derived using Hamilton’s principle. Numerical analysis of the system is performed by Galerkin’s approach. For verification of the present results, comparison between the obtained results and those of benchmark is reported. Numerical results demonstrate that dynamic behavior of small-sized system is been effected by temperature shift, nonlocal parameter, and slenderness ratio. As a result, taking the mentioned parameters into account leads to better and more reliable design in miniaturized-based industries.

2

Free Vibration of Piezo-Nanowires Using Timoshenko Beam Theory with Consideration of Surface and Small Scale Effects

Oveisi A

Archive of Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. LXI, nr 1

139--152

EN

This paper investigates the influence of surface effects on free transverse vibration of piezoelectric nanowires (NWs). The dynamic model of the NW is tackled using nonlocal Timoshenko beam theory. By implementing this theory with consideration of both non-local effect and surface effect under simply support boundary condition, the natural frequencies of the NW are calculated. Also, a closed form solution is obtained in order to calculate fundamental buckling voltage. Finally, the effect of small scale effect on residual surface tension and critical electric potential is explored. The results can help to design piezo-NW based instruments.

PL

W pracy badano wpływ efektów powierzchniowych na poprzeczne drgania swobodne nanodrutów piezoelektrycznych (nanowires, NW). Model dynamiczny NW stworzono posługując sie nielokalna teoria belki Timoszenki. Stosując te teorie, przy uwzględnieniu zarówno efektów powierzchniowych i efektów nielokalnych, obliczono częstotliwości drgań własnych nanodrutu. Uzyskane rozwiązanie, o formie zamkniętej, pozwala także obliczyć podstawowe napięcie wyboczenia. Ponadto, zbadano wpływ efektów małej skali na resztkowe naprężenie powierzchniowe i potencjał elektryczny. Wyniki pracy mogą być użyteczne przy projektowaniu przyrządów wykorzystujących nanodruty piezoelektryczne.

3

Modeling of strain localization in quasi-brittle materials with a coupled elasto-plastic-damage model

Bobiński J., Tejchman J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2006

|

Vol. 44 nr 4

767-782

EN

The paper presents results of numerical simulations of strain localization in quasi-brittle materials (like concrete) under plane strain conditions. To model the material behaviour, an isotropic elasto-plastic-damage model combining elasto-plasticity and scalar damage was used. An elasto-plastic constitutive law using a Drucker-Prager yield surface (in compression) and Rankine yield surface (in tension) was defined. A modified failure criterion by Rankine for the equivalent strain using an exponential evolution law was assumed within damage mechanics. To obtain mesh-independent results of strain localization, the model was enhanced by non-local terms in the softening regime. A four-point bending test of a concrete beam with a single notch was numerically simulated using the finite element method. FE-results were compared with laboratory experiments.

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych lokalizacji odkształceń w materiałach quasi-kruchych (jak beton) w płaskim stanie odkształcenia. Do opisu materiału przyjęto izotropowy model sprężysto-plastyczno-zniszczeniowy uwzględniający prawo sprężysto-plastyczne ze skalarną degradacją sztywności. W przypadku prawa sprężysto-plastycznego przyjęto kryterium plastyczności Druckera-Pragera w ściskaniu i kryterium plastyczności Rankine'a w rozciąganiu. Degradację sprężystą opisano z wykorzystaniem definicji odkształcenia zastępczego wegług warunku Rankine'a i wykładniczym prawem ewolucji. W celu otrzymania wyników niezależnych od siatki elementów skończonych, w obszarze osłabienia przyjęto teorię nielokalną. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych dla belki betonowej z nacięciem obciążonej dwoma siłami skupionymi. Wyniki numeryczne porównane z wynikami doświadczalnymi.