Informacja

Drogi użytkowniku, aplikacja do prawidłowego działania wymaga obsługi JavaScript. Proszę włącz obsługę JavaScript w Twojej przeglądarce.

Wyszukujesz frazę "functionally graded material" wg kryterium: Temat


Tytuł:
A forced damped vibrations of the annular plate made of functionally graded material
Drgania wymuszone z tłumieniem płyty pierścieniowej wykonanej z materiału o funkcyjnej gradacji własności
Autorzy:
Wirowski, A.
Rabenda, M.
Tematy:
forced vibration
annular plate
functionally graded material
Pokaż więcej
Wydawca:
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/40620.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
The work deals with the problem of dynamics of bodies made of smart materials in which a characteristic, deterministic and microstructural construction has an influence on the macroscopic properties of the entire system. In particular, the subject of the analysis is the annular plate made of a material with functionally graded properties (FGM). On the microstructural level the structure is constructed from two materials. In the circular direction the structure is periodic. In the radial direction the averaged properties of the structure are functionally variable. The study examined the issue of forced damped vibration. The starting point of discussion is the equation of motion of a thin plate based on Kirchhoff theory. Recently, the outcome of the modeling has been obtained as a partial differential equation for the unknown slowly varying function w0. This equation, as opposed to output equations of motion with discontinuous and highly oscillating coeffi cients, has smooth slowly varying coefficients. Hence, they can be solved easily by numerical methods because of its slowly varying coeffi cient. Moreover, the study shows the exemplary solutions of model equations for the asymptotic model. There is determined the form of the first symmetrical mode shapes for a sample set task parameters and selected the initial-boundary conditions.
Praca dotyczy zagadnienia dynamiki ciał wykonanych z inteligentnych materiałów, w których określona, deterministyczna budowa mikrostrukturalna ma przełożenie na makroskopowe własności całego ustroju konstrukcyjnego. W szczególności przedmiotem analizy jest płyta pierścieniowa wykonana z materiału o funkcyjnej gradacji makro-własności (FGM). Struktura ta na poziomie mikrostrukturalnym jest zbudowana z dwóch materiałów: żeber o stałej szerokości oraz matrycy. W kierunku obwodowym struktura jest periodyczna. W kierunku promieniowym uśrednione własności struktury zmieniają się w sposób funkcyjnie zmienny. W pracy badane jest zagadnienie drgań wymuszonych z uwzględnieniem tłumienia. Punktem wyjścia rozważań jest równanie ruchu płyty cienkiej według teorii Kirchhoffa. Ostatecznie w wyniku procedury modelowania otrzymano układ równań cząstkowych różniczkowych na niewiadome, wolnozmienne funkcje. Układ ten posiada ciągłe współczynniki i może być rozwiązany metodami numerycznymi. W pracy pokazano także przykładowe rozwiązanie równań modelu dla zagadnienia asymptotycznego. Określono formę pierwszej, symetrycznej postaci drgań dla kilku przykładowych zestawów parametrów zadania, wybranych warunków początkowo-brzegowych oraz wymuszenia drgań.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Wave propagation characteristics in functionally graded double-beams
Autorzy:
Karacam, F.
Aydogdu, M.
Tematy:
Functionally graded material
double-beam
wave propagation
Pokaż więcej
Wydawca:
Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/102293.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
The wave propagation characteristics of functionally graded (FG) double-beams are investigated by use of Euler-Bernoulli beam theory. Two beams are connected by a Winkler foundation. The wave propagation characteristics like frequency, phase and group velocities are obtained for different wave numbers and material properties. Four frequencies are obtained for functionally graded double-beam system. It is obtained that flexural and axial waves are coupled for FG double-beams.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Non-stationary heat transfer in a hollow cylinder with functionally graded material properties
Niestacjonarny przepływ ciepła w wydrążonym cylindrze wykonanym z materiału o funkcyjnej gradacji własności
Autorzy:
Ostrowski, P.
Michalak, B.
Tematy:
heat transfer
functionally graded material
tolerance averaging approach
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/281045.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
The unidirectional non-stationary heat conduction in a two-phase hollow cylinder is considered. The conductor is made of two-phase stratified composites and has smooth gradation of effective properties in the radial direction. Therefore, we deal here with a special case of functionally graded materials, FGM. The formulation of mathematical model of the conductor is based on a tolerance averaging approach (TAA). Application to the non-stationary heat conduction and a comparison of the tolerance model with the asymptotic one is shown. The effect of geometry and material properties of the conductor on the temperature field is examined.
W pracy rozważano niestacjonarne przewodzenia ciepła w dwuskładnikowym wydrążonym cylindrze. Przewodnik jest wykonany z dwuskładnikowego warstwowego kompozytu mającego łagodną zmienność efektywnych własności w kierunku promieniowym. Stąd mamy tutaj do czynienia ze specjalnym przypadkiem materiału o funkcyjnej gradacji własności (ang. functionally graded materiale, FGM). Zbudowanie uśrednionego modelu matematycznego rozpatrywanego przewodnika jest oparte na technice tolerancyjnej aproksymacji. W pracy pokazano zastosowanie otrzymanego modelu tolerancyjnego i porównanie wyników z wynikami dla modelu asymptotycznego w przypadku niestacjonarnego przewodzenia ciepła. Zbadano wpływ zmienności geometrii i własności materiałowych przewodnika na pole tempertatury.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Thermoelastic contact problem with frictional heating for the punch of functionally geraded materials
Termosprężyste zagadnienie kontaktowe z generacją ciepła spowodowanego tarciem dla stempla o ciągłej niejednorodności
Autorzy:
Kulchytsky-Zhyhailo, R.
Tematy:
thermoelasticity
contact mechanics
frictional heating
functionally graded material
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/281214.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
A contact problem with frictionalheating for a body with thefunctioally graded materials (FGMs) is considered. The FGM body slides on the surface of rigid half-space. The problem is reduced to one integral equation in pressure. The approximate solution was derived basing on the representation of deformed solid surface by a polinormal sutface. The influence of the parameters which characterise nonhomogeneity of a medium on contact region size is investigated.
Rozpatrzono kontaktowe zagadnienie z uwzględnienie generacji ciepła dla stempla z materiału o ciągłej niejednorodności. Ten stempel ślizga się po powierzchni sztywnej półprzestrzeni. Zagadnienie zostało zredukowane do jednego równania całkowego na nieznane ciśnienie. Przybliżone rozwiązanie zostało znalezione stosując reprezentację odkształconej powierzchni ciała przez wielomianową powierzchnię. Zbadano wpływ parametrów charakteryzujących niejednorodność stempla na rozmiar obszaru kontaktu.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
On the modelling of heat conduction in a non-periodically laminated layer
O modelowaniu przewodnictwa ciepła w nieperiodycznie laminowanej warstwie
Autorzy:
Jędrysiak, J.
Radzikowska, A.
Tematy:
heat conduction
functionally graded material
non-periodic layer
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/281434.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
Heat conduction in a thick layer made of non-periodically distributed micro-laminas of two rigid conductors is considered. Macroscopic properties of the layer are continuously graded across its thickness (FGL layer). The aim of the paper is to propose an averaged model of nonstationary heat conduction in the thick layer with functionally graded macroscopic properties. Model equations are derived in the framework of the modified tolerance averaging technique, cf.Woźniak and Wierzbicki (2000). Moreover, the model is applied to show the microstructural effect on heat conduction in the FGL layer.
W pracy rozpatrywane jest przewodnictwo ciepła w grubej warstwie zbudowanej z nieperiodycznie rozmieszczonych mikrolamin, wykonanych z dwóch przewodników. Własności makroskopowe warstwy zmieniają się w sposób ciągły wzdłuż jej grubości (tzw. warstwa typu FGL - ang. functionally graded laminate), por. rys. l. Celem pracy jest przedstawienie uśrednionego modelu niestacjonarnego przewodnictwa ciepła w grubej warstwie o funkcyjnie zmieniających się własnościach makroskopowych. Równania modelu otrzymano w ramach zmodyfikowanej techniki tolerancyjnego uśredniania, por. Woźniak i Wierzbicki (2000). Ponadto, zaproponowany model będzie wykorzystany w przykładzie dla warstwy typu FGL, który pozwoli pokazać wpływ mikrostruktury.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Finite element formulation and free vibration analyses of rotating functionally graded blades
Autorzy:
Karahan, Elif Demirsoy
Özdemir, Özge
Tematy:
helicopter blade
functionally graded material
finite element method
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1839704.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
In this study, free vibration characteristics of functionally graded (FG) blades whose material properties change through the blade thickness are inspected. Finite Element Method (FEM) is used to create blade models and to calculate natural frequencies. The blade formulations are derived for both Euler-Bernoulli and Timoshenko beams to inspect the effect of different parameters on vibration characteristics. For each beam, stiffness and mass matrices are derived from energy expressions. In the solution part, effects of several parameters, i.e. rotational speed, material properties, power law index parameter, different boundary conditions and slenderness ratio are investigated. The calculated results are compared with those in open literature and a very good agreement between them is confirmed, which reveals the correctness and accuracy of the finite element formulation developed in this study. Formulations are carried out in great detail and additionally, the results are displayed in several figures and tables, which can be a significant source of information for authors working in this area.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Transient thermoelastic analysis for a functionally graded circular disk with piecewise power law
Analiza stanu nieustalonego termosprężystości kołowego dysku wykonanego z materiału gradientowego opisanego modelem kawałkami potęgowym
Autorzy:
Noda, N.
Ootao, Y.
Tanigawa, Y.
Tematy:
functionally graded material
solid circular disk
piecewise power law
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/280409.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
The theoretical treatment of a transient thermoelastic problem involving a functionally graded solid circular disk with piecewise power law due to uniform heat supply from an outer surface is studied. The solid circular disk is also cooled from the upper and lower flat surfaces. The functionally graded circular disk consists of many thin circular layers in order to guarantee the voluntariness of material position dependency. The thermal conductivity, Young’s modulus and the coefficient of linear thermal expansion of each layer, except the first inner layer, are expressed as power functions of the radial coordinate, and their values continue on the interfaces. We obtain the exact solution for the one-dimensional temperature change in a transient state, and in-plane thermoelastic response under the state of plane stress. Some numerical results for the temperature change, displacement and stress distributions are shown in figures.
W pracy przedstawiono analizę procesów nieustalonych termosprężystości zachodzących w kołowym dysku wykonanym z materiału gradientowego opisanego modelem matematycznym opartym na funkcji kawałkami potęgowej przy założeniu jednorodnego ogrzewania od strony zewnętrznej. Badany dysk jest jednocześnie chłodzony na górnej i dolnej płaskiej powierzchni. Struktura dysku zawiera wiele kołowych warstw gwarantujących dowolność kształtowania właściwości materiału w zależności od położenia. Współczynnik przewodnictwa cieplnego, moduł Younga oraz współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej każdej warstwy, oprócz pierwszej, wyrażono w postaci funkcji potęgowych współrzędnej promieniowej przy zachowaniu warunków zgodności między warstwami. Otrzymano dokładne rozwiązanie dla stanu nieustalonego termosprężystości wywołanego jednowymiarową zmianą temperatury oraz określono zachowanie się materiału poddanego płaskiemu stanowi naprężenia. Wybrane rezultaty badań dotyczące zmian temperatury oraz rozkładów naprężeń i przemieszczeń przedstawiono graficznie.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Three-dimensional asymmetric thermo-elastic analysis of a functionally graded rotating cylindrical shell
Trójwymiarowa analiza asymetrycznie termosprężystego zagadnienia wirującej powłoki cylindrycznej wykonanej z materiału gradientowego
Autorzy:
Alashti, R. A.
Khorsand, M.
Tarahhomi, M. H.
Tematy:
functionally graded material
rotating cylindrical shell
differential quadrature
thermoelasticity
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/280960.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
In this paper, asymmetric deformation and stress analysis of a functionally graded hollow cylindrical shell under the effect of thermo-mechanical loads using the differential quadrature method is carried out. Without losing the generality, material properties of the cylindrical shell are assumed to be graded in the radial direction obeying a power law, while the Poisson ratio is assumed to be constant. The governing partial differential equations are Expressem in terms of displacement and thermal fields in series forms with the help of two versions of differential quadrature methods, namely the polynomial and Fourier quadrature methods. The cylindrical shell is considered under both axisymmetric and asymmetric loading conditions. Numerical results for the axisymmetric loading condition of the cylindrical Shell graded according to a power law function are obtained and compared with exact solutions which are found to be in very good agreement. Asymmetric thermo-elastic analysis of the shell rotating at a constant angular velocity is made and the effect of the grading parameter, angular velocity, temperature difference and geometry on stresses, radial displacement and temperature fields are presented.
W pracy zaprezentowano analizę asymetrycznej deformacji i naprężeń w otwartej powłoce cylindrycznej wykonanej z materiału gradientowego i poddanej obciążeniom termosprężystym. Do badań wykorzystano metodę kwadratury różniczkowej. Nie tracąc na ogólności rozważań, założono, że właściwości materiału zmieniają się stopniowo w kierunku promieniowym zgodnie z przyjętym prawem potęgowym. Przyjęto ponadto, że współczynnik Poissona jest stały. Cząstkowe równania różniczkowe modelu wyrażono w funkcji przemieszczenia i pola temperatur ujętych w formie szeregów uzyskanych za pomocą dwóch wersji metody kwadratury różniczkowej, tj. kwadratury Fouriera i wielomianowej. Powłokę cylindryczną badano dla osiowo-symetrycznego i asymetrycznego stanu obciążenia. Wyniki symulacji numerycznych dla stanu osiowo-symetrycznego porównano z rozwiązaniami ścisłymi, stwierdzając bardzo dobrą zgodność. Przedstawiono także wyniki analizy termosprężystości dla przypadku asymetrycznego powłoki wirującej ze stałą prędkością kątową. Przedyskutowano ponadto wpływ wykładnika potęgowego rozkładu gradientowego właściwości materiału, wpływ prędkości wirowania, różnic temperatury i geometrii na przemieszczenia promieniowe powłoki i kształt pola cieplnego.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Elastic-plastic analysis of pressure vessels and rotating disks made of functionally graded materials using the isogeometric approach
Autorzy:
Kalali, A. T.
Hassani, B.
Hadidi-Moud, S.
Tematy:
isogeometric analysis
NURBS
functionally graded material
modified rule of mixtures
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/949114.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
An NURBS-based isogeometric analysis for elastic-plastic stress in a cylindrical pressure vessel is presented. The vessel is made of a ceramic/metal functionally graded material, i.e. a particle-reinforced composite. It is assumed that the material plastic deformation follows an isotropic strain-hardening rule based on the von Mises yield criterion. The mechanical properties of the graded material are modelled by the modified rule of mixtures. Selected finite element results are also presented to establish the supporting evidence for validation of the isogeometric analysis. Similar analyses are performed and solutions for spherical pressure vessel and rotating disk made of FGMs are also provided.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Three-dimensional thermal buckling analysis of functionally graded cylindrical panels using differential quadrature method (DQM)
Autorzy:
Ahmadi, S. A.
Pourshahsavari, H.
Tematy:
thermal buckling
curved panel
functionally graded material
differential quadrature method
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/949112.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
Thermal buckling analysis of functionally graded cylindrical panels subjected to various conditions is discussed in this paper. Buckling governing equations are solved using the differential quadrature method. It is assumed that the mechanical properties of the panel are graded through thickness according to a power function of the thickness variable. The panel is assumed to be under the action of three types of thermal loading including uniform temperature rise and variable temperature rise in the axial and radial direction. In the present study, the effects of power law index, panel angle, different thermal load conditions and geometric parameters on the buckling behavior of functionally graded curved panels are studied. The results obtained through the present method are compared to the finite element solutions and the reported results in the literature. A desirable compatibility is concluded.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Time-dependent thermo-elastic creep analysis of thick-walled spherical pressure vessels made of functionally graded materials
Autorzy:
Kashkoli, M. D.
Nejad, M. Z.
Tematy:
spherical pressure vessels
creep
time-dependent
thermoelastic
functionally graded material
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/949351.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
Assuming that the thermo-elastic creep response of the material is governed by Norton’s law and material properties, except Poisson’s ratio, are considered as a function of the radius of the spherical vessel, an analytical solution is presented for calculation of stresses and displacements of axisymmetric thick-walled spherical pressure vessels made of functionally graded materials. This analytical solution could be used to study the time and temperature dependence of stresses in spherical vessels made of functionally graded materials. Creep stresses and displacements are plotted against dimensionless radius and time for different values of the powers of the material properties.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Thermal buckling of temperature-dependent functionally graded Timoshenko beams
Autorzy:
Chen, Wei-Ren
Chen, Chun-Sheng
Chang, Heng
Tematy:
thermal buckling
functionally graded material
transformed-section method
temperature-dependent properties
Pokaż więcej
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/139902.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
Thermal buckling behavior of a functionally graded material (FGM) Timoshenko beam is studied based on the transformed-section method. The material and thermal properties of the FGM beam are assumed to vary across the beam thickness according to a power-law function, a sigmoid function and an exponential function. The results of buckling temperature for the FGM beams with respective temperature-dependent and temperature-independent properties under uniform and non-linear temperature rises are presented. Some results are compared with those in the published literature to verify the accuracy of the present work. The effects of the material distributions, temperature fields, temperature-dependent properties and slenderness ratios on the thermal buckling behaviors of FGM beams are discussed. It is believed that the present model provides engineers with a simple and effective method to study the effects of various parameters of the FGM beam on its thermal buckling behavior.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Stability of actively controlled rotating shaft made of functionally graded material
Stateczność wirującego wału wykonanego z materiału gradientowego
Autorzy:
Przybyłowicz, P. M.
Tematy:
wał wirujący
stabilizacja
materiał gradientowy
piezoceramiczny
rotating shaft
stabilisation
functionally graded material
piezoceramic
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/280378.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
In the paper, the problem of active stabilisation of a rotating shaft made of a three-phase Functionally Graded Material (FGM) with piezoelectric fraction is presented. Due to internal friction, at a certain critical rotation speed, the shaft loses its stability and starts to vibrate in a self-excited manner. In the paper, a method protecting the system from such a phenomenon by making use of a FGM controlled by electrodes bonded and embedded in the structure of the shaft is discussed in detail. The critical threshold is found by examination of the eigenvalues corresponding to linear formulas derived via uni-modal Galerkin's discretisation of partial differential equations of motion. The main goal of the paper is determination of such a distribution of the volume fraction of the active phase within the shaft, which makes the system possibly most resistant to self-excitation on the one hand, and still attractive in terms of strength properties on the other. The results are presented in the form of diagrams depicting the critical rotation speed vs. exponents describing volume distribution of the active phase as well as gain factors applied in the control system.
W pracy przedstawiono zagadnienie aktywnej stabilizacji wirującego wału wykonanego z trójfazowego materiału gradientowego (FGM) zawierającego składnik piezoelektryczny. Niezależnie od zastosowanego materiału, obecność tarcia wewnętrznego powoduje utratę stateczności wału i powstanie drgań samowzbudnych przy pewnej krytycznej prędkości wirowania. W artykule przedyskutowano sposób zapobiegania takiemu zjawisku oparty na zastosowaniu materiału gradientowego FGM sterowanego napięciem elektrod przyklejonych i zatopionych w strukturze wału. Wartość krytycznej prędkości wirowania znaleziono poprzez badanie wartości własnych równań ruchu zlinearyzowanych po jednomodalnej dyskretyzacji Galerkina równań różniczkowych cząstkowych. Głównym celem analizy jest określenie optymalnego rozkładu funkcji opisującej objętościowy udział aktywnej frakcji piezoelektrycznej w użytym materiale FGM, który zapewnia możliwie najlepszy efekt stabilizacyjny i równocześnie utrzymuje dobre właściwości wytrzymałościowe wału. Rezultaty badań przedstawiono na wykresach pokazujących krytyczną prędkość wirowania w funkcji wykładnika opisującego rozkład udziału objętościowego fazy aktywnej oraz współczynników wzmocnienia zastosowanych w układzie sterowania.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Preparation with modeling and theoretical predictions of mechanical properties of functionally graded polyethylene/clay nanocomposites
Autorzy:
Yas, M. H.
Khorramabadi, M. K.
Tematy:
functionally graded material
nanocomposites
solution technique
melt mixing technique
genetic algorithm theory
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/949127.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
This paper presents preparation with modeling and theoretical predictions of mechanical properties of compatibilized functionally graded and uniform distribution polyethylene/modified montmorillonite nanocomposites manufactured by solution and melt mixing techniques. The morphology is studied by Scanning Electron Microscopy (SEM) and comparisons are made between two techniques. Young’s modulus of nanocomposites for functionally graded and uniform distributions is calculated using a genetic algorithm and is then compared with the results of other theoretical prediction models mentioned in the literature as well as experimental results. It is found that the melt mixing technique is the preferred preparation method, and the results obtained from the theoretical predictions of genetic algorithm procedure are in good agreement with the experimental ones.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Research on the Performance Optimization of Turbulent Self-Noise Suppression and Sound Transmission of Acoustic Windows Made from Functionally Graded Material
Autorzy:
Li, Bing
Zhou, Fu-Lin
Fan, Jun
Wang, Bin
Tan, Liwen
Tematy:
functionally graded material
acoustic window
turbulent self-noise
sound transmission loss
optimization
Pokaż więcej
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czasopisma i Monografie PAN
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/31339793.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
For a simplified sonar dome model, an optimization method for internal gradients of functionally graded material (FGM) acoustic windows is proposed in this paper. This method can be used to design optimized FGM acoustic windows with better turbulent self-noise suppression and sound transmission performances. A theoretical model of FGM acoustic windows to evaluate the reduction of self-noise caused by the turbulent boundary layer (TBL) pulsating pressure and the sound transmission loss (STL) is derived through the double Fourier transform and the wavenumber frequency spectrum analysis, respectively, based on the transfer matrix idea and the classical elastic theory. The accuracy of the theory is verified by the finite element results of COMSOL Multiphysics. Utilizing the genetic algorithm (GA) and taking the monotonic gradient as the constraint condition, the internal gradient optimization method of FGM acoustic windows obtains the optimization variables in the Bernstein polynomial when the optimization objective is minimized by iterating the optimization variables in the deviation function represented by the Bernstein polynomial that is introduced in the gradient function. The STL, the turbulent self-noise reduction or a weighting function of the STL and turbulent self-noise reduction of FGM acoustic windows is chosen as the optimization objective. The optimization calculation of the sound transmission or turbulent self-noise suppression performances is carried out for the FRP-rubber FGM (FGM with fiber reinforced plastic (FRP) as the substrate material and rubber as the top material) acoustic window. The optimized results show that both the sound transmission and turbulent self-noise suppression performance are effectively improved, which verifies the effectiveness of the optimization method. Finally, the mechanism of the sound transmission and self-noise suppression characteristics before and after optimization are explained and analyzed based on the equivalent model of graded materials. The research results of this paper provide a reference value for the future design of FGM acoustic windows for sonar domes.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Thermal stresses in a multi-layered spherical tank with a slowly graded structure
Autorzy:
Kulchytsky-Zhyhailo, Roman
Tematy:
temperature
displacement
thermal stress
composite material
functionally graded material
multilayered structure
spherical tank
Pokaż więcej
Wydawca:
Politechnika Białostocka. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/58907265.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
The central-symmetrical problem of thermoelasticity for a multi-layered spherical tank is considered. The thermal stresses were caused by a temperature difference between the inner and outer surfaces of the tank. Two approaches to solving this problem have been proposed. In the first approach, the boundary problem defined in the components of a considered inhomogeneous spherical tank was solved. In the second approach, the homogenization method with microlocal parameters was used. Good agreement between the solutions was obtained.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Elastic solution of pressurized clamped-clamped thick cylindrical shells made of functionally graded materials
Autorzy:
Ghannad, M.
Nejad, M. Z.
Tematy:
clamped-clamped thick cylinder
functionally graded material (FGM)
shear deformation theory (SDT)
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/949147.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
The effect of material inhomogeneity on displacements and stresses of an internally pressurized clamped-clamped thick hollow cylinder made of functionally graded materials is investigated. The modulus of elasticity is graded along the radial direction according to power functions of the radial direction. It is assumed that Poisson’s ratio is constant across the cylinder thickness. The governing differential equations were generally derived, making use of the first-order shear deformation theory (FSDT). Following that, the set of non-homogenous linear differential equations for the cylinder with clamped-clamped ends was solved, and the effect of loading and supports on the stresses and displacements was investigated. The problem was also solved, using the finite element method (FEM), the results of which were compared with those of the analytical method.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Free vibration analysis of thick disks with variable thickness containing orthotropic-nonhomogeneous material using finite element method
Autorzy:
Zafarmand, H.
Kadkhodayan, M.
Tematy:
free vibration
carbon nanotube
functionally graded material
thick disk
variable thickness
graded finite element method
Pokaż więcej
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/279473.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
Free vibration analysis of thick functionally graded nanocomposite annular and solid disks with variable thickness reinforced by single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) is presented. Four types of distribution of uniaxial aligned SWCNTs are considered: uniform and three kinds of functionally graded (FG) distribution through radial direction of the disk. The effective material properties of the nanocomposite disk are estimated by a micro mechanical model. The axisymmetric conditions are assumed and employing the graded finite element method (GFEM), the equations are solved. The solution is considered for four different thickness profiles, namely constant, linear, concave and convex. The achieved results show that the type of distribution and volume fraction of CNTs and thickness profile have a great effect on normalized natural frequencies.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Exact and Numerical Elastic Analysis for the FGM Thick-Walled Cylindrical Pressure Vessels with Exponentially-Varying Properties
Autorzy:
Nejad, M. Z.
Abedi, M.
Lotfian, M. H.
Ghannad, M.
Tematy:
cylindrical pressure vessel
thick-walled
Functionally Graded Material (FGM)
Finite element method (FEM)
exponential
Pokaż więcej
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/355232.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
Assuming exponential-varying properties in the radial direction and based on the elasticity theory, an exact closed-form analytical solution is obtained to elastic analysis of FGM thick-walled cylindrical pressure vessels in the plane strain condition. Following this, radial distribution of radial displacement, radial stress, and circumferential stress are plotted for different values of material inhomogeneity constant. The displacements and stresses distributions are compared with the solutions of the finite element method (FEM).
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Characteristics of 3D Printed Functionally Graded Material for Replacement of Dissimilar Metal Weld in Nuclear Reactor
Autorzy:
Yoon, Ji-Hyun
Kim, Jeoung Han
Tematy:
functionally graded material
FGM
PWSCC
3D printing
reactor
coefficient of thermal expansion
CTE
Pokaż więcej
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czasopisma i Monografie PAN
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/59110887.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
The dissimilar metal welds in the most of the reactors are connections between low alloy steel parts and stainless steel piping. There is a high possibility of primary water stress corrosion cracking (PWSCC) damage attributed to residual stress caused by the difference in material properties in the dissimilar metal weld joints. A number of accidents such as leakage of radioactive coolant due to PWSCC have been reported around the world, posing a great threat to nuclear safety. The objective of this study is to develop a technology that can fundamentally remove dissimilar metal welds by replacing the existing dissimilar metal parts with the functionally graded material (FGM) manufactured by metal 3D printing consisting of low alloy steel and austenitic stainless steel. A powder production, mixing ratio calculation, and metal 3D printing were performed to fabricate the low alloy steel-stainless steel FGM, and microstructure analysis, mechanical properties, and coefficient of thermal expansion (CTE) measurement of the FGM were performed. As a result, it is observed that CTE tended to increase as the austenite content increased in FGM. The gradual change of coefficient of thermal expansion in a FGM showed that the additive manufacturing using 3D printing was effective for preventing an abrupt change in thermal expansion properties throughout their layers.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Free vibration analysis of porous functionally graded piezoelectric microplates resting on an elastic medium subjected to electric voltages
Autorzy:
Wu, C.-P.
Lin, E.-L.
Tematy:
consistent couple stress theory
functionally graded material
Winkler-Pasternak foundation
piezoelectric microplates
porous microplates
vibration
Pokaż więcej
Wydawca:
Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/38695702.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
Basing on the consistent couple stress theory (CCST), we develop a unified size-dependent shear deformation theory to analyze the free vibration characteristics of simply supported, porous functionally graded (FG) piezoelectric microplates which resting on the Winkler-Pasternak foundation are subjected to electric voltages. Various CCST-based shear deformation theories can be reproduced by incorporating their corresponding shape functions, which characterize the through-thickness distributions of the shear deformations, into the unified size-dependent theory. The reproduced CCST-based plate theories include the classical plate theory (CPT), the first-order shear deformation plate theory (SDPT), Reddy’s refined SDPT, the sinusoidal SDPT, the exponential SDPT, and the hyperbolic SDPT. The unified size-dependent theory is subsequently used to determine the natural frequencies of simply supported, porous FG piezoelectric microplates and their corresponding vibration mode shapes. The effects of the material length scale parameter, the length-to-thickness ratio, the material-property gradient index, different values of the applied voltages, the porosity parameter, different porosity distribution patterns, the Winkler spring coefficient, and the shear modulus of the surrounding medium on the natural frequencies of the porous FG piezoelectric microplates are examined and appear to be significant.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Thermoelastic analysis of functionally graded hollow circular disc
Analiza termosprężysta wydrążonej kolistej tarczy gradientowej
Autorzy:
Gönczi, D.
Ecsedi, I.
Tematy:
functionally graded material
thermal stresses
hollow circular disc
materiały funkcjonalne gradientowe
naprężenia termiczne
wydrążona tarcza kolista
Pokaż więcej
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/139881.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
A thermoelastic boundary value problem of a hollow circular disc made of functionally graded materials with arbitrary gradient is analysed. The steady-state temperature distribution is assumed to be the function of the radial coordinate with prescribed temperature at the inner and outer cylindrical boundary surfaces. The material properties are assumed to be arbitrary smooth functions of the radial coordinate. A coupled system of ordinary differential equations containing the radial displacement and stress function is derived and used to get the distribution of thermal stresses and radial displacements caused by axisymmetric mechanical and thermal loads. General analytical solutions of functionally graded disc with thermal loads are not available. The results obtained by the presented numerical method are verified by an analytical solution. The considered analytical solution is valid if the material properties, except the Poisson ratio, are expressed as power functions of the radial coordinate.
W artykule analizowano problem termosprężystej wartości brzegowej dla wydrążonej, kolistej tarczy gradientowej o dowolnym gradiencie materiału. Przyjęto, że rozkład temperatury w stanie ustalonym jest funkcją współrzędnej promieniowej, z założoną z góry temperaturą na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni. Założono, że właściwości materiału są dowolnymi funkcjami gładkimi współrzędnej promieniowej. Właściwości sprężyste opisano systemem zwyczajnych równań różniczkowych zawierających przemieszczenia promieniowe i funkcje naprężenia. Równania zostały wykorzystane do wyznaczenia rozkładów naprężeń termicznych i przemieszczeń promieniowych powodowanych przez osiowosymetryczne obciążenia mechaniczne i termiczne. Ogólne rozwiązania analityczne dla tarcz gradientowych poddanych obciążeniom termicznym nie są znane. Wyniki uzyskane w zaprezentowanej metodzie numerycznej zweryfikowano przez porównanie z rozwiązaniem analitycznym. Rozwiązania analityczne, rozważane przez autorów, są słuszne gdy właściwości materiałowe, z wyjątkiem współczynnika Poissona, można opisać funkcjami potęgowymi współrzędnej promieniowej.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Thermoelastic analysis of pressurized hollow spherical vessels with arbitrary radial non-homogeneity
Autorzy:
Rani, Pooja
Singh, Kuldip
Tematy:
naprężenie termiczne
nacisk
naczynie kuliste
functionally graded material
thermal stresses
radial non-homogeneity
pressure
spherical vessel
Pokaż więcej
Wydawca:
Uniwersytet Zielonogórski. Oficyna Wydawnicza
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/2174192.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
In this study, a general analysis of one dimensional steady-state thermal stresses of a functionally graded hollow spherical vessel with spherical isotropy and spherically transversely isotropy is presented with material properties of arbitrary radial non-homogeneity. The material properties may arbitrarily vary as continuous or piecewise functions. The boundary value problem associated with a thermo-elastic problem is converted to an integral equation. Radial and tangential thermal stress components distribution can be determined numerically by solving the resulting equation. The influence of the gradient variation of the material properties on the thermal stresses is investigated and the numerical results are presented graphically.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Thermal stresses due to non-uniform internal heat generation in functionally graded hollow cylinder
Autorzy:
Rani, P.
Singh, K.
Muwal, R.
Tematy:
źródło ciepła
temperatura
cylinder
functionally graded material
non-uniform heat source
thermal stresses
hollow thick cylinder
temperature
Pokaż więcej
Wydawca:
Uniwersytet Zielonogórski. Oficyna Wydawnicza
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/1839847.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
Thermal stresses of a functionally graded hollow thick cylinder due to non-uniform internal heat generation are studied in this paper. Analytical solutions are obtained with radially varying properties by using the theory of elasticity. Thermal stresses distribution for different values of the powers of the module of elasticity and varying power law index of heat generation are studied. The results have been computed numerically and illustrated graphically.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
On the stress free deformation of linear FGM interface under constant temperature
Autorzy:
Ganczarski, A.
Szubartowski, D.
Tematy:
linear FGM interface
stress free deformation
constant temperature
functionally graded material
odkształcenia
blacha gruba
tworzywa gradientowe
Pokaż więcej
Wydawca:
Politechnika Białostocka. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/386659.pdf  Link otwiera się w nowym oknie
Opis:
This paper demonstrates the stress free thermo-elastic problem of the FGM thick plate. Existence of such a purely thermal deformation is proved in two ways. First proof is based on application of the Iljushin thermo-elastic potential to displacement type system of equations. This reduces 3D problem to the plane stress state problem. Next it is shown that the unique solution fulfils conditions of simultaneous constant temperature and linear gradation of thermal expansion coefficient. Second proof is based directly on stress type system of equations which straightforwardly reduces to compatibility equations for purely thermal deformation. This occurs if only stress field is homogeneous in domain and at boundary. Finally an example of application to an engineering problem is presented.
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies