جابه جايي ها و تنش هادرپوسته هاي استوانه اي توخالي جدارضخيم چرخان FGM تحت فشار به كمك تيوري تغيير شكل برشي مرتبه سوم

Displacements and stresses in rotating FGM pressurized thick hollow cylindrical shells based on TSDT

در اين مقاله به منظور تحليل الاستيك پوسته هاي استوانه اي تشكيل شده از مواد هدفمند (FGM)، معادلات ديفرانسيل حاكم بر استوانه هاي جدارضخيم چرخانFGM تحت فشاردر حالت متقارن محوري به كمك تيوري تغيير شكل برشي مرتبه سوم(TSDT) استخراج و حلّ عمومي آنها براي شرايط انتهايي دو سرگيردار ارايه شده است. سپس با انجام مطالعه موردي و همچنين ارايه يك حلّ عددي، توزيع جابه جايي و تنش حاصل از حلّ تحليلي به كمك تيوري تغيير شكل برشي مرتبه سوم با نتايج حاصل از مدل سازي عددي مقايسه شده اند. جنس استوانه، ماده ناهمگن و همسانگرد با تغييرات خواص مكانيكي شامل مدول الاستيسيته و چگالي در راستاي شعاعي به صورت تواني و نسبت پواسون ثابت مي باشد. در ادامه تاثيرسرعت چرخش استوانه بر مقادير جابه جايي و تنش بررسي شده است. نهايتاً به منظور بررسي تاثير افزايش مرتبه تيوري تغيير شكل برشي بر مقادير جابه جايي و تنش، مقايسه اي بين نتايج حاصل از تيوري تغيير شكل برشي مرتبه اول و سوم صورت گرفته است.

In this paper, for investigating elastic analysis of cylindrical shells made up of functionally graded materials (FGMs), by deriving the governing differential equations of axisymmetric rotating FGM thick hollow cylinder under pressure based on third-order shear deformation theory (HSDT), general solution of cylinder under clamped-clamped boundary conditions have been conducted. Afterwards, by doing the case study and a numerical solution, displacement and stress distributions resulted from analytical solution based on third-order shear deformation theory with the results of numerical modeling have been compared. The material of the cylinder is assumed to be isotropic heterogeneous with radially varying mechanical properties (including elastic modulus and density) continuously along the thickness with a power function and constant Poisson’s ratio. Furthermore, the effect of angular speed on displacement and stress values has been studied. Finally, for investigating the effect of higher order approximations on displacements and stresses, a comparison between the results of first and third-order shear deformation theory have been studied.