مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ارتعاشات غیرخطی تیر هدفمند روی بستر الاستیک وینکلر-پسترناک تحت بارهای مکانیکی و حرارتی با استفاده از روش تحلیلی هموتوپی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شیراز
2 هیات علمی دانشگاه صنعتی شیراز
چکیده
در این مقاله روش تحلیلی هموتوپی برای آنالیز ارتعاشات آزاد غیرخطی تیرهای ساخته شده از مواد هدفمند بر روی بستر الاستیک غیرخطی، تحت بارهای مکانیکی و حرارتی ارائه شده است. ابتدا با فرض تئوری اویلرـ برنولی و با استفاده از رابطه کرنش ـ جابجایی ون-کارمن، معادله دیفرانسیل پاره ای حاکم بر حرکت غیرخطی استخراج شده و سپس با به کار بردن روش تجزیه گالرکین، معادله حاکمه غیرخطی به یک معادله دیفرانسیل عادی غیرخطی کاهش داده شده است. به منظور بدست آوردن یک حل بسته برای این معادله دیفرانسیل، روش تحلیلی هموتوپی که دارای دقت بسیار بالایی است، پیشنهاد گردیده است. در پایان، اثر پارامترهای مختلفی همچون بزرگی دامنه، بستر الاستیک غیرخطی، بارهای مکانیکی و حرارتی و شرایط مرزی مختلف بر روی ارتعاشات تیر مورد بررسی قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Nonlinear Vibration Analysis of Functionally Graded Beam on Winkler-Pasternak Foundation under Mechanical and Thermal Loading Via Homotopy Analysis Method

چکیده English

In this paper, the homotopy analysis method is used to nonlinear free vibration analysis of a mechanical and thermal loaded functionally graded beam on nonlinear elastic foundation. At first, the governing partial differential equation of the problem has been derived based on the Euler-Bernoulli theory and the Von-Karman strain-displacement relationship. Then, it was reduced to a nonlinear ordinary differential equation via the Galerkin method. The homotopy analysis method which has high accuracy was implemented in order to obtain a closed form solution and study the problem parametrically. The accuracy of the proposed method is verified by those available in literatures. The numerical results demonstrate that proposed method yields a very rapid convergence of the solution as well as low computational effort. Finally, the effects of different parameters such as amplitude, linear and nonlinear elastic foundation, thermal and mechanical loads and boundary conditions were investigated on the beam vibration and their results are presented for future work.

کلیدواژه‌ها English

Nonlinear Vibration
Winkler-Pasternak Foundation
Functionally graded beam
Euler-Bernoulli theory
Homotopy analysis method