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
5
1
gregorian
2015
8
1
15
6
online
1
fulltext
fa
بررسی توزیع تنش اطراف گشودگی دایره ای در ورق ناهمگن تحت بارگذاری درون صفحه ای
Study of the stress distribution around a circular hole in a heterogeneous plate subjected to in-plane loads
بهخاطر تغییرات پیوستهی خواص مکانیکی مواد ناهمگن تابعی و درنتیجه کاهش اثر تمرکز تنش، محققان زیادی علاقهمند به بررسی رفتار و استفاده از این قبیل مواد در صنایع مختلف هستند. طراحی درست ورق ناهمگن حاوی گشودگی، مستلزم دانستن اطلاعات دقیق در مورد تغییر شکل و توزیع تنش در نقاط مختلف صفحه بهویژه در اطراف گشودگی است. در این مقاله سعی میشود به کمک روش توابع پتانسیل مختلط، حلّی تحلیلی برای محاسبه توزیع تنش دوبعدی اطراف گشودگی دایرهای در ورق -بلند ناهمگن ارائه شود. بار بهصورت کشش ثابت و یکنواخت تکمحوری و دومحوری به صفحه اعمال میشود؛ در مرز گشودگی نیز بار بهصورت فشار یکنواخت به گشودگی اعمال میشود. بررسی تأثیر مقدار بار فشاری اعمال شده بر مرز گشودگی در توزیع تنش اطراف آن یکی از اهداف مهم این تحقیق است. تغییرات خواص مکانیکی بهخصوص مدول الاستیسیته، در جهت شعاعی و هممرکز با گشودگی درنظر گرفته شده است؛ برای توصیف تغییر خواص مکانیکی ورق مورد نظر از یک تابع نمایی که دارای شعاع همگرایی مشخصی است، استفاده میشود. از روش اجزای محدود برای راستیسنجی نتایج حل تحلیلی، در تمام حالات بارگذاری برای ورق همگن و ناهمگن استفاده شده است. باوجود بارگذاری فشاری در داخل گشودگی دایرهای علاوه بر تنش محیطی، مقدار تنش شعاعی نیز قابل توجه است؛ لذا از تنش فن میزس برای بررسی تنش در اطراف گشودگی استفاده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که ورق ناهمگن با روند افزایشی مدول الاستیسیته تحت بارگذاری درون صفحهای، ظرفیت تحمل بار بهتری نسبت به ورق همگن دارد.
Because of the continuous changes of mechanical properties of functionally graded materials and therefore reducing the effects of stress concentration, many researchers are interested in studying the behavior and use of these materials in various industries. For the correct design of perforated inhomogeneous plate is needed to know the accurate information about the deformation and stress distribution in different points of the plate especially around the hole. In this paper, is tried to present the analytical solution to calculate the 2D stress distribution around the circular hole in long FG plate, by using the complex potential functions method. The plate subjected to constant uniaxial or biaxial stress. One of the most important goal of this research is to study the effect of compression load applied to the hole boundary on stress distribution around the hole. The variation of material properties, especially Young's modulus is in a radial direction and concentric to the hole. The special exponential function is used to describe the variation of mechanical properties. The finite element method has been used to check the accuracy of analytical results for homogeneous and heterogeneous plates, also for all loading cases. In the presence of applied load at the boundary of circular hole, amount of radial stress in addition to hoop stress is considerable. Therefore the Von Mises stress is used to study the stress around the hole. The results showed that inhomogeneous plate with increased modulus of elasticity has greater load bearing capacity with respect to homogeneous plate.
ورق FG,مواد ناهمگن,گشودگی دایروی,توابع پتانسیل,تمرکز تنش
FG Plate,Heterogeneous Materials,Circular Hole,Potential Functions,Stress Concentration
249
256
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-2125&slc_lang=fa&sid=15
Mehdi
Ghannad
مهدی
قناد کهتوئی
100319475328460056925
100319475328460056925
Yes
Assistant Professor
عضو هیأت علمی/دانشگاه شاهرود
Mohammad
Jafari
محمد
جعفری
100319475328460056926
100319475328460056926
No
عضو هیأت علمی/دانشگاه شاهرود
Amin
Ameri
امین
عامری
100319475328460056927
100319475328460056927
No
مهندس مکانیک/دانشگاه شاهرود