مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل خمش غیرخطی ورق‌های مستطیلی ضخیم با استفاده از تئوری برشی اصلاح شده چهار متغیره و روش رهایی پویا

نویسندگان
1 استادیاردانشگاه صنعتی شیراز
2 دانشگاه صنعتی شیراز
چکیده
در این مقاله به تحلیل خمش غیرخطی ورق‌های مستطیلی ایزوتروپ و ارتوتروپ با استفاده از روش رهایی پویا پرداخته شده است. به منظور مدل‌سازی ورق، از تئوری اصلاح شده چهار متغیره استفاده شده است که یک تئوری برشی مرتبه بالای جدید بوده که در عین سادگی، قابلیت خوبی در تحلیل ورق‌های نسبتاً ضخیم و ضخیم دارد. این تئوری بر خلاف تئوری برشی مرتبه اول نیاز به ضریب اصلاح تنش برشی ندارد، کرنش و تنش برشی را در راستای ضخامت به صورت سهمی پیش‌بینی کرده و شرایط بدون تنش بودن سطوح آزاد ورق را ارضا می کند. معادلات حاکمه با استفاده از روش کار مجازی بدست آمده و اثر ترم‌های غیر خطی فون- کارمن در روابط کرنش- جابجایی لحاظ شده است. به منظور حل معادلات حاکمه کوپل و غیرخطی از روش رهایی پویا به همراه روش تفاوت‌های محدود استفاده شده و یک برنامه کامپیوتری در نرم‌افزار متلب تهیه شده است. جواب های بدست آمده با تحقیقات پیشین مقایسه شده و تطابق بسیار خوبی در نتایج حاصله مشاهده شده است. همچنین اثرات نسبت ضخامت به طول ورق و شرایط مرزی مختلف بر روی نتایج، مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتا میزان تغییرات اثرات برشی با تغییر ضخامت و همچنین تغییر اثرات ارتوتروپی در مورد ورق‌های ارتوتروپ مورد ارزیابی قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Non-linear bending analysis of thick rectangular plates by four- variable refined plate theory and Dynamic Relaxation method

نویسندگان English

Seyed Jafar Rouzegar 1
Mohammad Gholami 2
چکیده English

In this study, the non-linear bending analysis of isotropic and orthotropic rectangular plates is performed by Dynamic Relaxation (DR) method. In order to model the plate, the four-variable refined plate theory, which is a new and simple higher-order shear deformation theory and has a good capability in analysis of thick plates, is adopted. Despite the first-order shear deformation plate theory; this theory does not need the shear correction factor, predicts shear strains and stress parabolically across the plate thickness and satisfies the zero stress conditions on free surfaces. The governing equations are obtained using virtual work principle and the Von-Karman nonlinear terms are considered in strain-displacement equations. The non-linear coupled governing equations are solved by DR method combined with finite difference technique, and for this purpose a computer code is provided in MATLAB software. In order to demonstrate the accuracy of present method, the numerical results are compared with the existing ones and very good agreement is observed. Also the effects of side-to-thickness ratio and boundary conditions on the results are examined. Finally, the variations of shear effects by changing the plate thickness and also changing the orthotropy ratio in orthotropic plates are investigated.

کلیدواژه‌ها English

Dynamic Relaxation Method
Four-variable Refined Plate Theory
Higher-order Plate Theory
Large Deflection
Non-linear bending