Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
10
1
gregorian
2016
1
1
15
11
online
1
fulltext
fa
مدلسازی رفتار هایپرالاستیک لاستیک های ناهمگن مدرج تابعی تحت بارگذاری مکانیکی و حرارتی
Modeling of hyperelastic behavior of functionally graded rubber under mechanical and thermal load
در این مقاله رفتار لاستیک های ناهمگن مدرج تابعی با تغییر شکل بزرگ و تحت بارگذاری های مختلف و با فرض ماده هایپرالاستیک تراکم ناپذیر مدلسازی شده است. در بخش اول، رفتار لاستیک های همسانگرد ناهمگن مدرج تابعی، تحت بارگذاری کششی تک محوره، دو محوره و برش محض مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش دوم رفتار لاستیک های همسانگرد ناهمگن مدرج تابعی تحت بارگذاری همزمان مکانیکی و حرارتی و با استفاده از تجزیه ضربی گرادیان تغییر شکل، تحلیل شده است. در بخش سوم نیز، رفتار لاستیک های عرضی ناهمگن مدرج تابعی تحت بارگذاری مکانیکی تک محوره، دو محوره و برش محض بررسی شده است. در مواد هایپرالاستیک ناهمگن مدرج تابعی خواص مکانیکی به طور پیوسته و در راستاهای مختلف ماده تغییر می کند. برای مدل کردن رفتار غیر خطی ماده از تئوری هایپرالاستیسیته و توابع انرژی کرنشی که تابعی از ناورداهای تانسور تغییر شکل چپ کوشی- گرین هستند، استفاده گردیده است. برای اینکه بتوان توابع انرژی موجود را برای مواد ناهمگن مدرج تابعی به کار برد می بایست در آن اصلاحاتی صورت پذیرد، بنابراین تغییرات ثوابت مربوط به توابع انرژی ذکر شده نیز با توجه به ناهمگن مدرج تابعی بودن ماده به صورت نمایی و در طول میله فرض شده اند. به دلیل ناهمگن مدرج تابعی بودن ماده، تغییر طول نقاط مختلف میله بارگذاری شده نیز تابعی از تغییر خواص می باشد. نتایج تحلیلی با داده های تجربی مقایسه شده و مشخص گردیده است، توابع به کار برده شده، با تقریب بسیار خوبی رفتار ماده را توصیف می کند.
In this paper, behavior of functionally graded rubbers with large deformation has been modeled under different loading conditions. Rubbers have been assumed incompressible hyperelastic material. In the first section of this paper, behavior of isotropic FG rubber has been investigated in uniaxial extension, equibiaxial extension and pure shear. In the second section, behavior of isotropic FG rubber is investigated in mechanical and thermal loads, simultaneously. For this purpose, multiplicative decomposition of deformation gradient tensor has been used. At last, behavior of transversely isotropic FG rubber has been investigated in uniaxial extension, equibiaxial extension and pure shear. Material properties vary continuously in different specific direction in FG hyperelastic materials. For modeling nonlinear behavior of hyperelastic materials, strain energy functions are used. Strain energy functions are function of invariants of left Cauchy-Green stretch tensor. Modification in strain energy functions required in order to use them for FG rubbers. For this purpose, material constants of strain energy functions have been assumed to vary exponentially in the axial direction of bar. Moreover, stretches in different points of the bar are considered to be function of material properties variation in the length direction. Analytical solution have been compared with experimental data and good agreement has been found between them, therefore proposed constitutive law has been modeled material behavior with a proper approximation.
ماده هایپرالاستیک,تغییر شکل های بزرگ,لاستیک,مواد ناهمگن مدرج تابعی,همسانگرد صفحه ای
Hyperelastic material,Finite deformation,Rubber,Functionally Graded Materials,Transversely Isotropic
359
367
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-8581&slc_lang=fa&sid=15
Yavar
Anani
یاور
عنانی
100319475328460059466
100319475328460059466
No
دانشگاه تربیت مدرس
Gholam Hossein
Rahimi
غلامحسین
رحیمی
100319475328460059557
100319475328460059557
Yes
Tarbiat Modarres Univ
استاد دانشگاه تربیت مدرس، هیأت علمی