تحليل غيرخطي ترموالاستيك ديسك‌هاي دوار توخالي FGM با استفاده از تيوري‌هاي تغييرشكل برشي مرتبه اول و سوم

Nonlinear thermoelastic analysis of FGM annular rotating discs with FSDT and TSDT shear deformation plate theories

هدف از اين مقاله ارايه حل تحليلي و عددي تغييرشكل‌هاي بزرگ ديسك‌هاي دوار تو خالي ساخته شده از مواد تابعي مي‌باشد. ديسك‌ها تحت بارگذاري مكانيكي و دمايي قرار داده شده و خواص مواد در راستاي ضخامت طبق تابع تواني تغيير مي‌يابد. با استفاده از تيوري تغيير شكل برشي مرتبه اول و سوم با فرضيات ون كارمن و اصل حداقل انرژي پتانسيل معادلات تعادل بدست آمده است. همچنين به منظور مقايسه اثر تغيير مرتبه تيوري در نتايج، معادلات تعادل با استفاده از تيوري تغيير شكل مرتبه اول با كرنش‌هاي كوچك و كرنش‌هاي بزرگ و همچنين تيوري مرتبه سوم حل شده‌ اين نتايج با هم مقايسه شده‌اند. براي معادلات تعادل بدست آمده با كرنش‌هاي خطي يك حل بسته ارايه شده و معادلات تعادل ناشي از كرنش‌هاي غيرخطي مرتبه اول و سوم به كمك روش اغتشاشات و همچنين روش شبيه‌سازي عددي حل شده است. نتايج حاصل از ديسك توخالي براي تيوري مرتبه اول و سوم با يكديگر و با نتايج ديگر تحقيقات و همچنين نتايج حاصل از نرم افزار آباكوس مقايسه شده است.

This paper presents the first and third order shear deformation plate theory and von Karman theories to solve Thermo-elastic problems of functionally graded hollow rotating disk. The material properties of the disk are assumed to be graded in the direction of the thickness by a power law distribution of volume fractions of the constituents. New set of equilibrium equations with small and large deflections are developed. Using small deflection theory an exact solution for displacement field is given. Solutions are obtained in series form in case of large deflection. Numerical results are presented for various percentages of ceramic-metal volume fractions and have been compared with those obtained using ?rst-and third-order shear deformation plate theories. Also the results are verified with ABAQUS soft, simulink method and the known data in the literature.