مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

روشی نوین برای تحلیل کمانشی تیر هدفمند دوجهته اویلر با ضخامت متغیر دلخواه واقع بر بستر الاستیک هیتنی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، مهندسی عمران-سازه، دانشگاه تبریز، تبریز
2 استادیار، مهندسی عمران،دانشگاه تبریز، تبریز تبریز-بلوار 29 بهمن-خ امام خمینی – دانشگاه تبریز کد پستی 5166616471
چکیده
در این مقاله برای اولین بار، تحلیل کمانشی تیر هدفمند دوجهته (BFG) اویلر با ضخامت متغیر دلخواه واقع بر بستر الاستیک هیتنی ارائه شده است. به علاوه، روشی جدید بر پایه حساب تغییرات و روش طیفی هم آرایی برای تبدیل مسئله کمانشی مزبور به یک سیستم معادلات جبری پیشنهاد داده شده است. روش پیشنهادی منجر به حصول معادله مشخصه کمانشی شده و در نتیجه امکان حصول بارهای کمانشی اولین مودها فراهم می شود. به منظور بررسی میزان انطباق پذیری روش پیشنهادی با شرایط مختلف، تغییرات خواص مکانیکی در امتداد ضخامت و محور تیر، تغییرات دلخواه ضخامت، پی ارتجاعی هیتنی، شرایط مرزی خاص مانند مفصل برشی و همچنین شرایط مرزی کلاسیک مانند دوسرگیردار، ساده، یکسر گیردار-یکسر مفصل و کنسول در نظر گرفته شده است. سرعت همگرایی زیاد و انطباق پذیری با شرایط مختلف از جمله مزایای روش پیشنهادی هستند. با توجه به عدم وجود نتایج تحقیقات مشابه، از روش طیفی ریتز به منظور اعتبارسنجی نتایج استفاده شده است. در روش طیفی ریتز از پایه مشابه با روش پیشنهادی استفاده شده است. صحت نتایج روش پیشنهادی با توجه به انطباق کامل بین نتایج روش شناخته شده طیفی ریتز و نتایج تحقیق حاضر، تصدیق می شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A new scheme for buckling analysis of bidirectional functionally graded Euler beam having arbitrary thickness variation rested on Hetenyi elastic foundation

نویسندگان English

Abbas Heydari 1
Abdolrahim Jalali 2
2 Department of Structural Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran P.O.B 5166616471
چکیده English

In current work for the first time, buckling analysis of bidirectional functionally graded (BFG) Euler beam having arbitrary thickness variation rested on Hetenyi elastic foundation is presented. Moreover, a new scheme based on calculus of variations and collocation method for converting the buckling problem to an algebraic system of equations is proposed. The mentioned scheme leads to obtain the buckling characteristic equation of beam and therefore the first buckling loads are obtained. Various conditions including variation of mechanical properties across the thickness and through the axis, arbitrary thickness variation, Hetenyi elastic foundation, special boundary conditions like the shear hinge and classical boundary conditions like the clamped, simply supported, clamped-simply supported and cantilever beams are considered to show the compatibility of proposed scheme with the various circumstances. The fast convergence and compatibility with the various circumstances are the advantages of the proposed technique. Due to lack of similar studies in the literature, the same exercises are conducted by using the Spectral Ritz method for pursuing the validity of the proposed scheme. The same basis is used for Spectral Ritz and proposed methods. There is an excellent agreement between the results of well-known Spectral Ritz method and the results of proposed scheme, which validates the outcomes of proposed technique.

کلیدواژه‌ها English

Buckling analysis
Tapered BFG beam
Spectral methods
Calculus of variations
Hetenyi elastic foundation