Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salmani tehrani,Seyed Ailreza Shahidi rizi
مهدی سلمانی تهرانی (استاد راهنما) سید علیرضا شهیدی ریزی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeed Rezaei
سعید رضائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
In this thesis, elastic-plastic symmetrical buckling of a FGM circular plate under uniform radial compression has been investigated. To this end, a MAPLE computer code has been developed. A metal-metal type has been assumed for the FG plate. Commercial aluminum and ST1403 steel were chosen as the special case study. The mechanical properties of the plate, including elasticity modulus, density and Ramberg-Osgood parameters were assumed to vary according to a power-law function through the thickness. To minimize the integral criterion of stability, based on Rayleigh-Ritz method, transversal displacement and rotation angle were approximated by trigonometric trial function which includes some unknown coefficients and satisfies geometric boundary conditions. Substituting the trial function in the stability criterion and minimizing with respect to the unknown coefficients results in a homogeneous algebraic set of equations in terms of unknown coefficients. For non-trivial solution, the determinant of coefficient matrix should be equated to zero. Using this equation, critical buckling load is determined. The results of present study were compared with existing analytical solutions for homogenous circular plate and a good agreement was observed. The critical buckling load was calculated based on both incremental theory (IT) and deformation theory (DT), using thin plate as well as thick plate assumptions. The effect of boundary condition type, FGM power index and plate thickness on the critical elastic-plastic buckling load has been investigated. Results show that increasing the thickness-to-radius ratio and decreasing FGM power index in volume fraction lead to increasing elastic-plastic critical buckling load. Also, for simply supported boundary condition, a very small difference (less than %2) between IT and DT was observed. Keywords: Functionally graded material, elastic-plastic symmetrical buckling, circular plate, Rayleigh-Ritz method.
: در این پژوهش به بررسی و تحلیل کمانش الاستیک-پلاستیک متقارن صفحات دایره‌ای از جنس مواد هدفمند تابعی، تحت بارگذاری فشاری شعاعی پرداخته شده است. به‌منظور حل مسئله از کدنویسی در نرم‌افزار MAPLE 17 استفاده شده است. ماده‌ی هدفمند استفاده شده در این پژوهش از نوع فلز- فلز می‌باشد که از آلومینیوم تجاری و فولاد 1403 استفاده شده است. سطح زیرین کاملا از آلومینیوم تجاری و سطح بالایی صفحه کاملا از فولاد1403 در نظر گرفته شده است. خواص مکانیکی صفحه بین دولایه‌ی زیرین و بالایی در جهت ضخامت به‌شکل توانی تغییر می‌کند. علاوه بر خواص مکانیکی مانند مدول الاستیسیته و چگالی، پارامترهای رابطه‌ی رامبرگ-آزگود نیز همگی به‌صورت متغیر در نظرگرفته شده‍اند. به‌منظور حل مسئله، از روش کمینه‌سازی انرژی پتانسیل کل استفاده شده است. برای کمینه کردن انرژی پتانسیل کل، از روش ریلی- ریتز استفاده شده است. در این روش توابع حدس شامل تعدادی ضریب مجهول که شرایط مرزی هندسی را ارضا می‌کند، برای جابه‌جایی عرضی و زاویه‌ی چرخش صفحه انتخاب می‌شوند. آن‌گاه با جایگذاری توابع حدس در رابطه‌ی انرژی پتانسیل کل و کمینه‌سازی انتگرال نسبت به ضریب‌های مجهول، یک دستگاه معادلات جبری همگن بر حسب ضریب‌های مجهول به‌دست می‌آید. برای داشتن پاسخ غیر بدیهی و با مساوی صفر قرار دادن دترمینان ماتریس ضرایب، بار بحرانی کمانش به‌دست می‌آید. ابتدا نتایج مربوط به کمانش الاستیک-پلاستیک صفحات نازک بر اساس دو نظریه‌ی پرکاربرد پلاستیسیته یعنی نظریه‌های نموی و تغییرشکل به دست آمده است. سپس نتایج تحلیل کمانش پلاستیک برای صفحات ضخیم به‌دست آمده و با نتایج مربوط به صفحات نازک مقایسه شده است. تاثیر شرایط مرزی، نحوه‌ی تغییرات خواص مکانیکی مواد هدفمند، نظریه‌های پلاستیسیته و تغییرات ضخامت بر روی بار بحرانی کمانش الاستیک-پلاستیک بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش نسبت ضخامت به شعاع و کاهش توان کسر حجمی موجب افزایش بار بحرانی کمانش الاستیک- پلاستیک می‌شوند. همچنین در شرایط تکیه‌گاهی ساده، اختلاف دو نظریه‌ی نموی و تغییرشکل قابل چشم‌پوشی (کمتر از دو درصد) می‌باشد. کلمات کلیدی: مواد هدفمند، کمانش متقارن الاستیک-پلاستیک، صفحه‌ی دایره‌ای، روش ریلی- ریتز.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی