مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل کمانش الاستیک-پلاستیک متقارن صفحه دایره‌ای توپر با ضخامت متغیر

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشگاه صنعتی اصفهان
2 استادیار : دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
در این مقاله کمانش الاستیک-پلاستیک متقارن صفحه دایره‌ای توپر با ضخامت متغیر، با فرض صفحه نازک و بر اساس دو نظریه نموی و تغییرشکل بررسی شده است. بارگذاری به‌صورت فشار یکنواخت روی لبه خارجی و شرایط مرزی لبه خارجی به دو شکل ساده و گیردار در نظر گرفته شده است. تغییر ضخامت صفحه در راستای شعاعی به‌شکل توانی فرض شده است. برای کمینه کردن معیار انتگرالی یگانگی پاسخ، بر پایه روش ریلی-ریتز، یک تابع حدس شامل تعدادی ضریب مجهول که شرایط مرزی هندسی را ارضا می‌کند، برای جابه‌جایی عرضی صفحه انتخاب شده است. آن‌گاه با جایگذاری تابع حدس در معیار پایداری و کمینه‌سازی انتگرال نسبت به ضریب‌های مجهول، یک دستگاه معادلات جبری همگن بر حسب ضریب‌های مجهول به‌دست می‌آید. برای داشتن پاسخ غیر بدیهی و با مساوی صفر قرار دادن دترمینان ماتریس ضرایب، بار بحرانی کمانش به‌دست می‌آید. به‌منظور ارزیابی تحلیل، نتایج در حالت ضخامت ثابت با نتایج مراجع پیشین مقایسه و سازگاری خوبی بین نتایج مشاهده شده است. آن‌گاه برای صفحه با دو جنس آلومینیوم تجاری و فولاد 1403، اثر اندازه و چگونگی تغییرات ضخامت صفحه و نیز نوع تکیه‌گاه بر بار بحرانی کمانش بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند در حالتی که ضخامت مرکز 10% از ضخامت لبه بیشتر باشد نسبت به حالتی که ضخامت مرکز 10% از ضخامت لبه کمتر باشد، بار بحرانی کمانش می‌تواند تا حدود 40% افزایش یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Elastic-Plastic Symmetrical Buckling Analysis of a Solid Circular Plate of Variable Thickness

نویسندگان English

Saeid Rezaei 1
Mehdi Salmani Tehrani 2
2 Isfahan University of Technology
چکیده English

In this paper, elastic-plastic symmetrical buckling of a thin solid circular plate of variable thickness, under uniform edge pressure, is investigated, based on both Incremental Theory (IT) and Deformation Theory (DT). Two kinds of simply supported and clamped boundary conditions have been considered. A power-law function was assumed for thickness variation. To minimize the integral uniqueness criterion, based on Rayleigh-Ritz method, transversal displacement was approximated by a test function which includes some unknown coefficients and satisfies geometric boundary conditions. Substituting the test function in the stability criterion and minimizing with respect to the unknown coefficients results in a homogeneous algebraic set of equations in terms of unknown coefficients. For non-trivial solution, the determinant of coefficient matrix should be equated to zero. Using this equation, critical buckling load is determined. The results of present study were compared with existing analytical solutions for circular plate of constant thickness and a good agreement was observed. This clearly shows the validity of presented analysis. Then the effect of thickness variation and boundary conditions type on the critical buckling load was investigated, for commercial aluminum and steel 1403 materials. The results show that when the thickness of circular plate center is 10% greater than its edge thickness the buckling load may increase up to 40% comparing with the circular plate for which the center thickness is 10% less than its edge thickness.

کلیدواژه‌ها English

Elastic-Plastic Symmetrical Buckling
Solid Circular Plate
Variable Thickness
Rayleigh-Ritz method