مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کمانش ترموالاستیک ورق مستطیل‌شکل مدرج تابعی بر اساس تئوری بهبودیافته مرتبه سوم تغییر شکل برشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد واحد اهواز، اهواز، ایران
2 استادیار دانشگاه شهید چمران
چکیده
در این پژوهش، از تئوری بهبودیافته مرتبه سوم تغییر شکل برشی، جهت تحلیل کمانش ترموالاستیک ورق مستطیل‌شکل ساخته‌شده از ماده مدرج تابعی استفاده شده است. فرض شده که ورق تحت دو نوع بارگذاری افزایش یکنواخت درجه حرارت و افزایش درجه حرارت خطی در راستای ضخامت قرار دارد و نیز ترکیب مواد تشکیل‌دهنده ورق مدرج تابعی مطابق با قانون توزیع توانی ردی در راستای ضخامت تغییر می‌کند. همچنین، ورق بر تکیه‌گاه‌های ساده در نظر گرفته شده است. ابتدا روابط کرنش- جابجایی غیرخطی برمبنای تئوری بهبودیافته مرتبه سوم در نظر گرفته شده و معادلات تعادل و پایداری ورق استخراج گردیده‌ است. سپس جابجایی‌ها و نیروهای پیش‌کمانش با استفاده از معادلات تعادل به‌دست آمده و در معادلات پایداری گذاشته می‌شود. با حل معادلات پایداری، رابطه اختلاف دمای کمانش به‌دست می‌آید. مقدار بحرانی اختلاف دمای کمانش، با کمینه کردن رابطه استخراج‌شده، نسبت به پارامترهای نیم‌موج به‌دست می‌آید. با هدف صحت‌سنجی نتایج، روابط به‌دست آمده برای اختلاف دمای کمانش، با مراجع مقایسه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که مقادیر اختلاف دمای بحرانی کمانش حاصل از تئوری بهبودیافته مرتبه سوم، پایین‌تر از نتایج به‌دست آمده از تئوری‌های کلاسیک، مرتبه اول و مرتبه سوم برشی است. همچنین، مقدار اختلاف دمای کمانش در حالت افزایش خطی درجه حرارت از حالت افزایش یکنواخت دما بیشتر است و هرچه ورق ضخیم‌تر باشد میزان تفاوت بین این دو مقدار بیشتر می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Thermoelastic buckling of functionally graded rectangular plate based on improved third order shear deformation theory

نویسندگان English

Hirbod Ahmadifar 1
Amin Yaghootian 2
1 Mechanical Engineering Department, Engineering Faculty, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
چکیده English

In this study, an improved third order shear deformation theory is used to analyze the thermoelastic buckling of a functionally graded rectangular plate. The plate is assumed to be under two types of thermal loading, namely, uniform temperature rise across the thickness and linear temperature change across the thickness of the plate. Moreover, the material properties of the functionally graded plate vary linearly through the thickness and simply supported are considered for all edges of the plate. First, the nonlinear strain-displacement relations are considered based on improved third order theory and then the equilibrium and stability equations are derived. In continue, displacements and the pre-buckling forces are calculated using the equilibrium equations. The temperature difference relation of buckling is obtained by solving the stability equations. To obtain the critical temperature difference, the recent relation is minimized with respect to the number of half wave parameters. Resulting equations are compared with the literature. The results show that, the values of temperature difference buckling obtained based on improved third order shear deformation theory, are lower compared with the classical plate theory, first and third order shear deformation theories. Moreover, the value of critical temperature difference under linear temperature change is bigger compared with the uniform temperature rise across the thickness, and the difference between the two values will be bigger with increasing the thickness of the plate.

کلیدواژه‌ها English

Thermoelastic buckling
Functionally graded plate
Improved third order shear deformation theory