مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل غیرخطی خمش و کمانش صفحات حلقوی از جنس مواد تابعی

نویسندگان
1 استادیار / دانشگاه آزاد اسلامی مشهد
2 دانشجوی گروه مکانیک دانشگاه آزاد مشهد
چکیده
هدف از این تحقیق تحلیل غیر خطی خمش و کمانش صفحات حلقوی از جنس مواد تابعی با تغییرات خواص در راستای شعاعی تحت بار مکانیکی به کمک روش رهایی پویا می باشد. خواص مکانیکی صفحه ی تابعی در جهت شعاع با استفاده از مدل موری- تاناکا تعیین شده است. معادلات غیر خطی با استفاده از تئوری تغییر شکل های برشی مرتبه اول و فرضیه ی تغییر شکل های بزرگ فون کارمن ارائه می گردد. برای حل معادلات غیر خطی از روش رهایی پویا و روش تفاوت های محدود استفاده شده است. با توجه به عدم وجود تحقیقی مشابه برای خمش و کمانش صفحات گرد تابعی با تغییرات خواص در راستای شعاعی، برخی از نتایج با پاسخهای بدست آمده از نرم افزار المان محدود آباکوس برای صفحات تابعی مقایسه شده است. همچنین به مقایسه پاسخ های روش حل حاضر با برخی گزارش های موجود در مقالات برای صفحات حلقوی همسانگرد پرداخته شده است و مطابقت خوب بدست آمده حاکی از صحت و دقت روش عددی بکار رفته می باشد. در انتها اثرات پارامترهای مختلفی همچون شرایط مرزی گوناگون، تأثیر توان ماده تابعی، نسبت ضخامت به شعاع خارجی، نسبت شعاع داخلی به شعاع خارجی برای خمش و کمانش صفحات بررسی شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Nonlinear bending and buckling analysis of functionally graded annular plates

چکیده English

The main purpose of this study is to investigate nonlinear bending and buckling analysis of radially functionally graded annular plates subjected to uniform in-plane compressive loads by Dynamic Relaxation method. The mechanical properties of plates assumed to vary continuously along the radial direction by the Mori–Tanaka distribution. The nonlinear formulations are based on first order shear deformation theory (FSDT) and large deflection von Karman equations. The dynamic relaxation (DR) method combined with the finite difference discretization technique is employed to solve the equilibrium equations. Due to the lack of similar research for the bending and buckling of functionally graded annular plates with material variation in the radial direction, some results are compared with the ones obtained by the Abaqus finite element software. Furthermore, some comparison study is carried out to compare the current solution with the results reported in the literature for annular isotropic plates. The achieved good agreements between the results indicate the accuracy of the present numerical method. Finally, numerical results for the maximum displacement and critical buckling load for various boundary conditions, effects of grading index, thickness-to-radius ratio and inner radius -to-outer radius ratio are presented.

کلیدواژه‌ها English

Bending
Buckling
Dynamic Relaxation
Functionally Graded Material
first order shear deformation theory