تحليل كمانش ترمومكانيكي ورق هاي ساخته شده از مواد تابعي با گشودگي دايروي در مركز

Thermo-Mechanical Buckling Analysis of FGM Plates with Circular Cut Out

در اين مقاله، كمانش ورق هاي ساخته شده از مواد تابعي با گشودگي دايروي در مركز تحت اثر همزمان بارهاي مكانيكي و حرارتي با روش اجزا محدود، مورد بررسي قرار گرفته است. برخلاف ساير مطالعات انجام شده در اين زمينه كه اثر حرارت و بار مكانيكي بصورت جداگانه مورد بررسي قرار گرفته است، در كار حاضر، به بررسي پديده كمانش ترمومكانيكي تحت تاثير همزمان بارهاي مكانيكي و حرارتي پرداخته شده است. خصوصيات ماده در راستاي ضخامت، به صورت توزيع تواني در نظر گرفته شده است. فرمول بندي انجام شده براساس تيوري تغيير شكل برشي مرتبه اول است و ماتريس هاي سفتي، براساس اصل حداقل انرژي پتانسيل بدست آمده است. به كمك الگوريتم توليد مش و كدهاي نوشته شده در نرم افزار متلب، مي توان به راحتي تراكم مش در اطراف سوراخ را كنترل كرد. نتايج حاصل تا حد امكان با ساير مراجع، مورد راستي آزمايي قرار گرفته است. تاثير پارامترهاي مختلف از جمله، شرايط مرزي لبه سوراخ و لبه ورق، اندازه سوراخ، نسبت ابعاد ورق و نوع بارگذاري مكانيكي بر محدوده پايداري ورق هاي ساخته شده از مواد تابعي، مورد مطالعه دقيق قرار گرفته است و در پايان، نتايج مفيدي ارايه گرديده است.

In this paper, thermo mechanical buckling of functionally graded plates (FG Plates) with circular cutout and subjected to combined thermal and mechanical loads are investigated by Finite Element Method (FEM). Unlike other studies in which the plate is subjected to only one type of loading at once, in present study it was assumed that mechanical and thermal loads are applied simultaneously. The material properties are assumed to vary across plate thickness according to power law distribution of the volume fraction of constituents. The plate formulation is based on first order shear deformation theory (FSDT) and element stiffness matrices are derived based on principle of minimum potential energy. A flexible mesh generation algorithm is prepared in which the mesh density around the hole can be controlled easily. After validating the results of developed finite element code with those available in the literature the effect of boundary conditions in edges of plate and cut out, plate aspect ratio and cut out size on thermo mechanical buckling behavior of FG plates are studied thoroughly and stability boundary graphs are presented. Finally useful conclusions are presented.