مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

حل دقیق نیمه معکوس برای تغییر شکل الاستوپلاستیک تیر با مدل ماده ی توانی

نویسندگان
1 دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد
2 هیئت علمی/دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
تحلیل‌های مهندسی تیر بر حدس یک الگوی مناسب برای میدان جابجایی در مقطع و طول تیر استوار است. تاکنون این نوع تحلیل‌ها به‌طور فراگیر در محدوده‌ی رفتار الاستیک ارائه و آزموده شده است. در یک بررسی کاملا جدید در این مقاله به تحلیل مهندسی تیر در محدوده‌ی الاستوپلاستیک پرداخته می‌شود. بدین منظور در پی معرفی یک میدان تغییر شکل مناسب که به‌طور معمول تحت عنوان میدان جابجایی کلاسیک اولر برنولی شناخته می‌شود، معادلات حاکم بر تیر الاستوپلاستیک با استفاده از اصول حساب تغییرات استخراج شده است. رفتار ماده بر پایه مدل رامبرگ آزگود و تسلیم ماده بر اساس معیار فن‌مایزز می‌باشد. پاسخ‌یابی معادلات انتگرالی غیرخطی و پیچیده‌ی حاصل در مقالات مختلف اغلب به روشهای عددی انجام شده است. در این مقاله حل دقیق یک تیر نازک تحت بار گسترده‌ی یکنواخت با استفاده از دو روش تحلیلی هوموتوپی و ادومیان برای شرایط مرزی دو سر گیردار معرفی می‌گردد. برای راستی‌آزمایی تحلیل، تغییر شکل تیر مورد بررسی توسط نرم‌افزار تجاری آباکوس شبیه سازی شده است. نتایج مختلف پاسخ‌های تحلیلی و شبیه سازی در قالب تعدادی نمودار ارائه شده‌اند. به‌کمک نمودارها میزان انطباق جوابهای تیر شبیه سازی شده با نتایج حاصل از دو روش تحلیلی ادومیان و هوموتوپی بررسی شده است. در پایان، درمورد امکان توسعه نظریه مهندسی کلاسیک تیر در انجام تحلیل‌های جامع الاستوپلاستیک اظهار نظر شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Exact semi-inverse solutions for the elastoplastic deformation of beam with power law material model

نویسندگان English

Hassan Beik MohammadLou 1
Hamid Ekhteraei Toussi 2
2 Academic Member/ Ferdowsi University of Mashhad
چکیده English

Engineering analyses of beams are based on the proper guesstimate of deformation fields. Up until now, the analyses of beams are widely proposed and experienced in elastic region of materials behavior. This paper considers the elastoplastic engineering analysis of beams. In this regard, following the definition of a proper deformation pattern known as classical Euler- Bernoulli model and using the variational calculus principals the governing equations are extracted. In this analysis the behavior of material obeys the Romberg-Osgood model and yielding is based on the von Mises criterion. Different numerical solutions are represented for the solution of these complicated equations in the literature. In this paper the exact solution is provided for a thin beam under the action of uniformly distributed load by using the two analytical methods of homotopy and Adomian for the clamped- clamped boundary conditions. In verification phase, the deformation of beam is compared with the results of Abaqus software. Different graphical representations are provided for the results of the analytical solutions and simulations. Using these data, the level of consistency between the simulated solutions in one side and the Adomian and homotopy techniques on the other side, are assessed. At the end, the validity of applying the classical engineering theory of beams in the elastoplastic analyses is discussed.

کلیدواژه‌ها English

Exact Beam Analysis
Elastoplastic Solution
Homotopy Method
Adomian Method
Variational Calculus