تحلیل کمانش ترمومکانیکی ورق های ساخته شده از مواد تابعی با گشودگی دایروی در مرکز

نوع مقاله: طرح پژوهشی

نویسنده

استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود

چکیده

در این مقاله کمانش ورق‌های ساخته شده از مواد تابعی با گشودگی دایروی در مرکز تحت اثر همزمان بارهای مکانیکی و حرارتی با روش اجزاء محدود مورد بررسی قرار گرفته ‌است. بر خلاف سایر مطالعات انجام شده در این زمینه که اثر حرارت و بار مکانیکی بصورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است، در کار حاضر به بررسی پدیده کمانش ترمومکانیکی تحت تاثیر همزمان بارهای مکانیکی و حرارتی پرداخته شده است. خصوصیات ماده در راستای ضخامت به صورت توزیع توانی در نظر گرفته شده است. فرمول‌بندی انجام شده بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول می‌باشد و ماتریس‌های سفتی بر اساس اصل حداقل انرژی پتانسیل بدست آمده است. به کمک الگوریتم تولید مش و کدهای نوشته شده در نرم افزار متلب می‌توان به راحتی تراکم مش در اطراف سوراخ را کنترل نمود. نتایج حاصل تا حد امکان با سایر مراجع مورد راستی آزمایی قرار گرفته است. تاثیر پارامترهای مختلف از جمله شرایط مرزی لبه سوراخ و لبه ورق، اندازه سوراخ، نسبت ابعاد ورق و نوع بارگذاری مکانیکی بر محدوده پایداری ورق‌های ساخته شده از مواد تابعی مورد مطالعه دقیق قرار گرفته است و در پایان نتایج مفیدی ارائه گردیده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Samsam Shariat BA, Eslami MR (2006) Thermal buckling of imperfect functionally graded plates. Sol Struct 43: 4082–4096.

[2]  Jabbarzadeh M, Eskandari Jam J, Khoravi M (2012) The analysis of thermal buckling of circular plates of variable thickness from functionally graded materials. Modares Mech Eng 12(5): 59–73 (In Persian).

[3]  Mahdavian M (2009) Buckling analysis of simply-supported functionally graded rectangular plates under non-uniform in-plane compressive loading. Sol Mech 1: 213–225.

[4]  Shaterzadeh AR, Abolghasemi S, Rezaei R (2014) Finite element analysis of thermal buckling of rectangular laminated composite plates with circular cut-out. Thermal stresses 37: 604–623.

[5]  Kiani Y, Eslami MR (2013) An exact solution for thermal buckling of annular FGM plates on an elastic medium. Comp Eng 45: 101–110.

[6]  Uymaz B, Aydogdu M (2013) Three dimensional mechanical buckling of FG plates with general boundary conditions. Comp Struc 96: 174–193.

[7]  Thai HT, Kim SE (2013) Closed-form solution for buckling analysis of thick functionally graded plates on elastic foundation. Mech Sci 75: 34–44.

[8]  Latifi M, Farhatnia F, Kadkhodaei M (2013) Buckling analysis of rectangular functionally graded plates under various edge conditions using Fourier series expansion. European Journal of Mech-Sol 41: 16–27.

[9]  Bodaghi M, Saidi AR (2010) Levy-type solution for buckling analysis of thick functionally graded rectangular plates based on the higher-order shear deformation plate theory. App Math Mod 34: 3659–3673.

[10] Zhao X, Lee YY, Liew KM (2009) Mechanical and thermal buckling analysis of functionally graded plates. Comp Struc 90: 161–171.

[11] Shariat BAS, Eslami MR (2007) Buckling of thick functionally graded plates under mechanical and thermal loads. Comp Struct 78: 433–439.

[12] Natarajan S, Chakraborty S, Ganapathi M, Subramanian M (2014) A parametric study on the buckling of functionally graded material plates with internal discontinuities using the partition of unity method. European Journal of Mech Sol 44: 136–147.

[13] Thai HT, Choi DH (2012) An efficient and simple refined theory for buckling analysis of functionally graded plates. Appl Math Mod 36: 1008–1022.

[14] Logan DL (2012) A first course in the finite element method. Cengage Learning.

[15] Reddy JN (2007) Theory and analysis of elastic plates and shells. CRC press