مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

حل دقیق خمشی صفحات مدرج هدفمند چندلایه مگنتو-الکترو-الاستیک واقع بر روی بستر ارتجاعی با لحاظ اثرات لغزش بین لایه‌ای

نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی سازه
2 عضو هیئت علمی دانشگاه حکیم سبزواری
چکیده
در این مطالعه برای تحلیل استاتیکی صفحات مدرج هدفمند شامل لایه‌هایی دارای خواص مگنتو-الکترو-الاستیک، یک روش حل سه بعدی با استفاده از سری پیانو ارائه شده است. صفحه‌ی مورد نظر بر روی بستر ارتجاعی قرار گرفته است و اثرات لغزش بین لایه‌ای نیز در تحلیل با استفاده از مدل فنر بین لایه‌ای تعمیم‌یافته لحاظ شده است. بدون توجه به تعداد لایه‌ها، معادلات حرکت، معادلات گوس (برای الکترواستاتیک و مغناطش ساکن) و معادلات مربوط به شرایط مرزی و بین لایه‌ای به طور دقیق ارضاء شده است.در این روش هیچ فرضی بر روی مولفه‌های جابه‌جایی، تنش و میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در طول راستای ضخامت در نظر گرفته نشده است. در نهایت معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم با استفاده از روش فضای حالت حل شده است. فرمولاسیون پیشنهادی از طریق مقایسه با سایر نتایج موجود اعتبارسنجی شده است. با اعمال بارگذاری الکتریکی و مکانیکی بر صفحه، تاثیر پارامترهای مربوط به سختی بستر ارتجاعی، شاخص تغییرات خواص مواد و لغزش بین لایه‌ای بر روی پاسخ استاتیکی صفحه‌ی مدرج هدفمند ساخته شده از لایه‌های دارای خواص مگنتو-الکترو-الاستیک (FGMEE)، مورد بررسی قرار گرفته است. قابل ذکر است که مسائلی چون ورق‌های پیزوالکتریک، پیزومگنتیک، الاستیک، و نیز مسائلی چون تحلیل ورق‌های واقع بر بستر ارتجاعی یا ورق‌های با نقص بین لایه‌ای حالت خاصی از فرمولاسیون پیشنهادی در این مقاله می-باشد. روش حل دقیق به دست آمده برای بررسی دقت تئوری‌های صفحات FGMEE چندلایه و اعتبارسنجی برنامه‌های که به روش‌های المان محدود ارائه می‌شوند قابل استفاده خواهد بود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

An exact bending solution for functionally graded magneto-electro-elastic plates resting on elastic foundations with considering interfacial imperfections

نویسندگان English

Naser Cheraghi 1
Mojtaba Lazgy Nazargah 2
چکیده English

A three-dimensional (3D) Peano series solution is presented for the static analysis of functionally graded (FG) and layered magneto-electro-elastic (MEE) plates resting on elastic foundations with considering imperfect interfacial bonding. The interfacial imperfection is modeled using a generalized spring layer. Regardless of the number of layers, the equations of motion, Gauss’ equations for electrostatics and magnetostatics, the boundary and interface conditions are satisfied exactly. No assumption on deformations, stresses, magnetic and electric field along the thickness direction is introduced. The governing partial differential equations are finally solved using the state-space method. The present formulation has been validated through comparison with other similar works available in the open literature. Effects of two-parameter elastic foundation, gradient index, bonding imperfection, applied mechanical and electrical loads on the static and dynamic response of the functionally graded magneto-electro-elastic (FGMEE) plate are discussed. It is worthy to note that the present novel exact formulation includes all previous solutions, such as piezoelectric, piezomagnetic, purely elastic solution, elastic foundation and interlayer slip problems, as special cases. The obtained exact solution can be used to assess the accuracy of layered FGMEE plate theories and/or validating finite element codes.

کلیدواژه‌ها English

Functionally materials
Exact solution
Magneto-electro-elastic plates