Nonlinear vibrations of elastic circular plates exhibiting rectilinear orthotropy

Zusammenfassung Es werden mittels einer Verallgemeinerung der von-Kármánschen Gleichungen auf den dynamischen und orthotropen Fall die nichtlinearen Schwingungen elastisch orthotroper Kreisplatten untersucht. Die Bewegungsgleichung wird mittels des Galerkin-Verfahrens von den Ortsvariablen befreit. Als Beispiel wird Einspannung des Randes unter Erhaltung der radialen Verschieblichkeit angenommen, und es wird unter diesen Randbedingungen der Einfluss der Anisotropie und der relativen Amplitude auf die Eigenschwingungen sowie den Spannungszustand studiert. Als Sonderfall wird der nichtlineare Gleichgewichtszustand diskutiert.

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The preparation of this paper has been sponsored in part by the National Defense Education Act.     

Thermoelastic problem for an isotropic sphere with temperature dependent properties

Zusammenfassung Es werden Wärmespannungen infolge polarsymmetrischer stationärer Temperaturfelder in einer isotropen Kugel mit temperaturabhängigen Stoffwerten untersucht. Das Material wird als inkompressibel vorausgesetzt, was einem oberen Grenzwert der viskoelastischen Spannungen in einem Maxwellschen Körper entspricht. Diese Annahme erlaubt, die Lösung in einer geschlossenen Form und für jede Temperaturverteilung und Temperaturabhängigkeit der Materialkonstanten und des Wärmeausdehnungskoeffizienten aufzustellen. Es werden allgemeine Formeln für die Spannungs- und Verschiebungsfelder in einer vollen Kugel und in einer kugelförmigen Schale gegeben und die Einwirkung der variablen Wärmeleitzahl auf das Temperaturfeld untersucht. Ein numerisches Beispiel für lineare Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls und des Wärmeausdehnungskoeffizienten wird berechnet.

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This research was sponsored by the United States Army under Contract No. DA-11-022-ORD-2059     

Some static and dynamic problems concerning non-linear behavior of plates and shallow shells with discontinuous boundary conditions

Berger's field equations are generalized to dynamic phenomena in anisotropic plates and shallow shells the anisotropy being either of a cylindrically orthotropic or rectilinearly orthotropic type. Under the assumption that the rim of the structure is prevented from inplane motions explicit equations for the coupling parameter are given. Method of solution in the dynamic case is illustrated by an example involving isotropy and original axial symmetry of the structure. It is shown that for the non-linear oscillations of built-in circular plates a close agreement is reached with the results obtained by means of the Von Kármán field equations and a different coordinate function. The procedure suggested for solution of dynamic problems associated with the discontinuities of the boundary conditions is discussed and illustrated on an isotropic case involving a circular plate partially simply supported and partially clamped at the periphery.A numerical example is given concerning static behavior of an infinite isotropic strip uniformly loaded and simply supported along the edges except for two symmetrically situated built-in segments. The dependence of the average moment of clamping on the width of the built-in segments as well as on the load intensity for a fixed width of the segments is displayed on graphs.     

Certain approximate analyses of large deflections of cylindrical shells

Zusammenfassung Es werden unter Benützung der Näherung von Berger vereinfachte Differentialgleichungen für grosse Deformationen elastischer Schalen hergeleitet und auf kreiszylindrische Schalen spezialisiert. Der rechtwinklige Streifen mit beliebigem Seitenverhältnis und der unendlich lange Streifen werden, beide mit Randauflage, im Detail behandelt. Die numerischen Ergebnisse für den quadratischen Ausschnitt werden mit anderen be kannten Lösungen verglichen.

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The results presented in this paper were obtained in the course of research supported by a grant of the National Science Foundation.     

Biharmonic solutions to the steady-state thermoelastic problems in three dimensions

Zusammenfassung Die Kelvin-Almansi-Darstellung einer Bipotentialfunktion vermittelst zweier harmonischer Funktionen wird zur Lösung elastischer Wärmespannungsprobleme für stationäre Temperaturfelder angewendet.Es werden die Wärmespannungen infolge willkürlicher stationärer Temperaturfelder in einigen fundamentalen Bereichen, nämlich im Halbraum, in der dicken Platte und in der Vollkugel untersucht.     

Some characteristic points of the cross-sections of anisotropic beams

Summary The axis of twist in pure torsion and the centre of flexure in bending by a terminal load for beams with a general rectilinear anisotropy, as well as the axis of flexure for orthotropic beams acted on by a uniform load are investigated. The notions of the axes of pure rotation and of pure translation are introduced. For definiteness, some particular problems treated in more detail involve a restricted type of orthotropy.This work has been sponsored by the United States Army under contract No. DA-11-022-ORD-2059.     

Sequence, structure, and function of peptide self-assembled monolayers

Cysteine is commonly used to attach peptides onto gold surfaces. Here we show that the inclusion of an additional linker with a length of four residues (-PPPPC) and a rigid, hydrophobic nature is a better choice for forming peptide self-assembled monolayers (SAMs) with a well-ordered structure and high surface density. We compared the structure and function of the nonfouling peptide EKEKEKE-PPPPC-Am with EKEKEKE-C-Am. Circular dichroism, attenuated total internal reflection Fourier transform IR spectroscopy, and molecular dynamics results showed that EKEKEKE-PPPPC-Am forms a secondary structure while EKEKEKE-C-Am has a random structure. Surface plasmon resonance sensor results showed that protein adsorption on EKEKEKE-PPPPC-Am/gold is very low with small variation while protein adsorption on EKEKEKE-C-Am/gold is high with large variation. X-ray photoelectron spectroscopy results showed that both peptides have strong gold-thiol binding with the gold surface, indicating that their difference in protein adsorption is due to their assembled structures. Further experimental and simulation studies were performed to show that -PPPPC is a better linker than -PC, -PPC, and -PPPC. Finally, we extended EKEKEKE-PPPPC-Am with the cell-binding sequence RGD and demonstrated control over specific versus nonspecific cell adhesion without using poly(ethylene glycol). Adding a functional peptide to the nonfouling EK sequence avoids complex chemistries that are used for its connection to synthetic materials.