حل عددی قطاع دایروی ساخته شده از مواد FGM تحت بار عرضی، با تکیه‌گاه ساده در لبه‌های شعاعی

نوع مقاله: علمی- ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناس ارشد، گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز

2 گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز.

چکیده

مهمترین کاربرد مواد درجه بندی شده تابعی (FGM)، در صنعت هوافضا است، این مواد در دماهای بالا مقاومت بسیار خوبی در برابر تنش‌های وارده مخصوصا تنش‌های پسماند دارند در این پژوهش، یک حل عددی برای قطاع حلقوی ساخته شده از ماده FGM، با تکیه گاه‌های ساده در لبه‌های شعاعی، تحت بار عرضی در راستای ضخامت، ارائه شده است. بدین منظور بر مبنای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و اصل حداقل انرژی پتانسیل، کل معادلات تعادل بدست آورده شده‌اند، این معادلات مستقل نیستند از این رو برای سهولت در حل، مجدد فرمول بندی شده و برای قطاع حلقوی با تکیه گاه‌های ساده در لبه‌های شعاعی و برای شرایط مرزی مختلف در لبه‌های محیطی قطاع به صورت عددی، حل شده اند. در واقع هدف اصلی این پژوهش بررسی تکینگی تنش ‌در شعاع نزدیک صفر است که محاسبات ما نشانگر آن است که این تنش در شعاع نزدیک صفر بینهایت می شود لذا شکستی اتفاق نخواهد افتاد.

کلیدواژه‌ها


[1]   M. Koizumi, “The Concept of FGM,” Ceramic Transactions, Functionally Gradient Materials, Vol. 34, 1993, pp. 3-10.

[2]   Y. Fukui, “Fundamental Investigation of Functionally Gradient Material Manufacturing System using Centrifugal Force,” JSME Int. J. Series111. Vol. 34, No. 1, 1991, pp. 144-148.

[3]   E. Jomehzadeh, A. R. Saidi, S. R. Atashipour, “An Analytical Approach for Stress Analysis of Functionally Graded Annular Sector Plates,” Materials and Design, 30, 2009, pp. 3679–3685.

[4]   Nosier, F. Fallah, “Non-linear Analysis of Functionally Graded Circular Plates under Asymmetric Transverse Loading,” Int. J.Non-Linear, Mech. 44, 2009, pp. 928 - 942.

[5]   A. Nosier, F. Fallah, “Reformulation of Mindlin–Reissner Governing Equations of Functionally Graded Circular Plates,” Acta Mech. 198, 2008, pp. 209–233.

[6]   T. Bui, T. Van Do, L. Ton, D. Doan, S. Tanaka, Dat Tien Pham, Thien-An Nguyen-Van, “On the High Temperature Mechanical Behaviors Analysis of Heated Functionally Graded Plates Using FEM and a New Third-order Shear Deformation Plate Theory,”  Composites Part B, Vol. 92, 2016, pp. 218-241.

[7] F. Fallah, A. Khakbaz,On an Extended Kantorovich Method for The Mechanical Behavior of Functionally Graded Solid/Annular Sector Plates with Various Boundary Conditions,” Acta Mechanica, Vol. 228, Issue 7, 2017, pp 2655–2674.

[8] S. Moita, L. Araújo, V. Correia, “Buckling and Nonlinear Response of Functionally Graded Plates under Thermo-Mechanical Loading,” Composite Structures, Vol. 202, No.15, 2018, pp. 719-730.

[9]   A.K., Baltacıoğlu, Ö., Civalek, B., Akgöz F. and Demir, “Free Vibration Analysis of Laminated and FGM Composite Annular Sector Plates,” Curved and Layered Structures, Vol. 4, Issue 1, 2019, pp.

[10] R. Bellman, B. G. kashef, J. Casti, “A Technique for The Raid Solution of Nonlinear Partial Differebtial Equations, J. Comput. phys., Vol. 10, 1972, PP. 40-5.

[11] Shu, B.E. Richards, “Application of Generalized Differential Quadrature to Solve Twodimensional in Compressible Navier-Stoke Equation,” Int. Journal of Num. Math. Fluids, Vol. 15, 1992, pp. 791-798.

[12] X. Wang, “Differential Quadrature for Buckling Analysis of Laminated Plates,” Computers & Structures, Vol. 57, 1995, pp. 715-719.

[13] F. Fallah. A. Nosier, Thermo-Mechanical Behavior of Functionally Graded Circular Sector Plates, Acta Mech. Vol. 226, Issue 1, 2014, pp 37–54.

M. Jelokhani Niaraki, A Numerical And Analytical Solution of A Circular Section Made of Functionally Graded Material (FGM) Under A Transverse Load, With A Simple Support on The Radial Edges, (Master Thesis), Islamic Azad University of Central Tehran Branches, 2016.