مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل استاتیکی و ارتعاشات آزاد ورق ساندویچی مدرج تابعی با استفاده از تئوری الاستیسیته سه‌بعدی

نویسندگان
1 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این پژوهش به بررسی رفتار استاتیکی و ارتعاشات آزاد ورق‌های ساندویچی مستطیلی متشکل از هسته مدرج تابعی و رویه‌های همگن و یا رویه‌های از جنس مواد مدرج تابعی و هسته همگن پرداخته شده است. در لایه مدرج تابعی، مواد در راستای ضخامت درجه‌بندی شده‌اند و از تابعیت توزیع توانی پیروی می‌کنند. ورق با شرایط مرزی تکیه‌گاه ساده تحت فشار با توزیع یکنواخت بر سطح فوقانی است. اساس حل مسئله بر پایه‌ی تئوری الاستیسیته‌ی سه بعدی بنا شده است. از ترکیب معادلات تعادل، تنش-کرنش و کرنش-جابجایی معادلات فضای حالت حاکم استخراج شده است. سپس با استفاده از بسط فوریه در راستاهای طولی و عرضی ورق که شرایط تکیه‌گاهی ساده را ارضاء می کند، بصورت تحلیلی حل شده است. از حل حاضر می توان برای اعتبار سنجی و صحه گذاری نتایج مربوط به اعمال فرضیات مربوط به تئوریهای دو بعدی استفاده نمود. سپس با مقایسه نتایج حاصل با نتایج مقاله‌های معتبر، صحت و دقت روش مذکور تأیید شده است. در نهایت تأثیر ضریب توانی، نسبت ضخامت لایه‌ها، نسبت ضخامت به طول و نسبت طول به عرض در رفتار ورق ساندویچی ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Static and free vibration analyses of functionally graded sandwich plates using three dimensional theory of elasticity

نویسندگان English

Akbar Alibeigloo 1
Mohsen Alizadeh 2
1 Faculty
2 ّFaculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده English

In this study, static and free vibration behaviors of two type of sandwich plates based on the three dimensional theory of elasticity are investigated. The core layer of one type is functionally graded (FG) with the homogeneous face sheets where as in second type the core layer is isotropic with the face sheets FG material. Plate is under uniform pressure at the top surface and free from traction in the bottom surface. The effective material properties of FG layers are estimated to vary continuously through the thickness direction according to a power-law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. State space differential equations are obtained from equilibrium equations and constitutive relations. The obtained governing differential equations are solved by using Fourier series expansion along the in plane directions and state space technique across the thickness direction. Accuracy and exactness of the present approach is validated by comparing the numerical results with the published results. Furthermore it is possible to validate the exactness of the conventional two dimensional theories. Finally the influences of volume fraction, width-to-thickness ratios and aspect ratio on the vibration and static behaviors of plate are investigated.

کلیدواژه‌ها English

Rectangular Plate
Functionally Graded Material
Static and free vibration analyses
Three dimensional