مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل کمانش حرارتی پوسته‌های مخروطی ساخته شده از کامپوزیت‌های تقویت شده با توزیع هدفمند نانو لوله‌های کربنی

نویسندگان
1 دانشگاه گیلان
2 دانشیار دانشگاه گیلان
چکیده
در این مقاله کمانش حرارتی پوسته‌های مخروطی ساخته شده از کامپوزیت‌های تقویت شده با توزیع هدفمند نانو لوله‌های کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است. خواص مکانیکی موثر ماده نانو کامپوزیت با استفاده از قانون ترکیب اصلاح شده ارائه گردیده است. روابط حاکم بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و روابط کرنش-تغییر مکان غیرخطی دانل و با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. با در نظر گرفتن حل غشایی معادلات تعادل در حالت خطی نیروهای پیش‌کمانش بدست آمده است. با بکارگیری روش تفاضل مربعات تعمیم یافته در راستای محوری و عملگر مشتق‌گیر متناوب در راستای محیطی معادلات پایداری گسسته‌سازی شده و دمای بحرانی کمانش محاسبه گردیده است. نتایج تحقیق حاضر با نتایج موجود در مقالات دیگر اعتبار سنجی شده و سپس تاثیر عوامل مختلف از جمله مقادیر کسر حجمی و نوع توزیع نانو لوله‌های کربنی، شرایط مرزی و پارامترهای هندسی بر کمانش حرارتی پوسته مخروطی نانو کامپوزیت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که مقادیر کسر حجمی و نوع توزیع نانو لوله‌های کربنی در راستای ضخامت تاثیر قابل توجهی بر پایداری حرارتی پوسته مخروطی ساخته شده از مواد نانو کامپوزیت دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Thermal buckling of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite conical shells

نویسندگان English

Jalal Torabi 1
Majid Bazdid-Vahdati 1
Reza Ansari 2
چکیده English

In the present study, thermal buckling analysis of functionally graded carbon nanotube reinforced composite (FG-CNTRC) conical shells is presented. The effective material properties of FG-CNTRCs are determined using the extended rule of mixture. By employing the Hamilton’s principle and based on first-order shear deformation theory and Donnell strain-displacement relations, the governing equations are obtaind. The membrane solution of linear equilibrium equations is considered to obtain the pre-buckling force resultants. Using the generalized differential quadrature method in axial direction and periodic differential operators in circumferential direction, the stability equations are discretized and the critical buckling temperature difference of shell is obtained. The accuracy of the present work are first validated by the results given in the literature and then the impacts of involved parameters such as volume fractions and types of distributions of carbon nanotubes, boundary conditions and geometrical parameters on thermal buckling of functionally graded nanocomposite conical shell are investigated. The results indicate that the values of volume fractions and types of distributions of carbon nanotubes along the thickness direction play an important role on thermal instability of FG-CNTRC conical shells.

کلیدواژه‌ها English

Thermal buckling analysis
Conical shell
Functionally graded carbon nanotube reinforced composite
generalized differential quadrature
Periodic differential operators