مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

حل تحلیلی کمانش ورق‌های مستطیلی تحت بار صفحه ای غیر یکنواخت به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول

نویسندگان
1 دانشیارعضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مکانیک
2 حق التدریس-دانشگاه شاهرود
3 عضو هیئت علمی-دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
در این مقاله کمانش ورق‌های مستطیلی که تحت بار صفحه‌ای غیریکنواخت قرار دارند، بررسی شده است. بدین منظور ابتدا معادلات تعادل ورق بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استخراج شده است. روابط سینماتیک بر اساس مدل فن کارمن و معادلات بنیادین، خطی فرض شده‌اند. پس از آن از روش تعادل در مجاورت برای بدست آوردن معادلات پایداری استفاده شده است. معادلات تعادل مربوط به میدان تنش پیش کمانش، به کمک تئوری معادلات دیفرانسیل حل شده است. برای تعیین بار کمانش ورق با شرایط مرزی ساده، روش گالرکین برای حل معادلات پایداری که یک دستگاه معادلات دیفرانسیل با ضرایب متغیر است به‌کارگرفته شده است. در این مقاله چهار نوع بارگذاری مختلف شامل بارگذاری یکنواخت، سهمی شکل، کسینوسی و مثلثی شکل در نظر گرفته شده و تاثیر نسبت ظاهری ورق و ضخامت آن بر روی بار کمانش مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با حل عددی و نتایج تئوری کلاسیک مقایسه شده است. بر اساس آن، بار کمانش بدست آمده از تئوری کلاسیک برای همه حالت‌های بارگذاری همواره بزرگ‌تر از مقدار آن بر اساس تئوری تنش برشی مرتبه اول می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analytical solution for buckling of rectangular plates subjected to non-uniform in-plane loading based on first order shear deformation theory

نویسندگان English

Hamid Reza Eipakchi 1
Saeid Abolghasemi 2
Mahmoud Shariati 3
چکیده English

In this paper, the buckling of rectangular plates subjected to non-uniform in-plane loading is investigated. At first the equilibrium equations of plate based on the first order shear deformation theory have been extracted. The kinematic relations have been assumed based on the von-Karman model and the Hook’s law has been considered as the constitutive equations. The adjacent equilibrium method has been used for deriving the stability equations. The equilibrium equations which are related to the prebuckling stress distribution, have been solved using the differential equations theory. To determine the buckling load of a simply supported plate, the Galerkin method has been used for solving the stability equations which are a system of differential equations with variable coefficients. In this paper, four types of in-plane loading, including the uniform, parabolic, cosine and triangular loading, have been considered and the effects of the plate aspect ratio and thickness on the buckling load has been investigated and the results have been compared with the finite element method and the classical plate theory. The comparison of the results show that for all loading cases, the buckling load computed by the classical plate theory is higher than the value obtained based on first order shear deformation theory.

کلیدواژه‌ها English

Non-uniform loading
first order shear deformation theory
Axial Buckling
Galerkin method