Skip to main content
SUPERVISOR
Bijan Boroomand,Mojtaba Azhari
بیژن برومندقهنویه (استاد مشاور) مجتبی ازهری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nasrin Jafari
نسرین جعفری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Geometrically Nonlinear Analysis of Moderately Thick Viscoelastic Plates Using Laplace-Carson Transformation
: This paper presents a geometrically nonlinear analysis of viscoelastic Mindlin plates with various shapes and different boundary conditions using the Laplace-Carson transformation. Nonlinear bending analysis of viscoelastic plates subjected to transversal loading is presented with no need to follow the time-displacement path. The equations are derived based on the Von-Karman assumptions and total Lagrangian formulations. The mechanical properties of the materials are assumed to be linear viscoelastic with constant bulk modulus. The displacement field is assumed to be a known function of time. Incremental decomposition method is applied to achieve linear equations from nonlinear ones. Illyushin approximation method is utilized to approximate tangent stiffness matrix and residual force vector by some known kernels in the Laplace-Carson domain. Finally, by applying the inverse of Laplace-Carson transformation, the equations are obtained in the time domain. Simple hp cloud meshless method is used to discretize the domain of plate. The suitability and efficiency of the proposed method for the geometrically nonlinear analysis of moderately thick viscoelastic plates is studied for the first time. Key words : Geometrically nonlinear analysis, Incremental decomposition metod, Laplace-Carson transformation, Viscoelastic Mindlin plate. 1. Introduction
در پژوهش حاضر، هدف آن است که تحلیل غیر‌خطی هندسی ورق‌های وابسته به زمان ویسکوالاستیک مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور، ابتدا با معرفی روش بدون شبکه [1] SHPC به تحلیل استاتیکی، پایداری و غیر‌خطی هندسی ورق‌های الاستیک با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول پرداخته می شود. سپس برای اولین بار فرمول‌بندی تحلیل غیرغطی هندسی ورق‌های ویسکوالاستیک با استفاده از تبدیل لاپلاس-کارسون و معکوس آن ارائه می‌گردد. نهایتاً نتایج عددی تحلیل غیر‌خطی هندسی ورق‌های ویسکوالاستیک، بدون دنبال‌کردن منحنی زمان-جابجایی و با صرف هزینه محاسباتی بسیار کم و سرعت اجرای برنامه بسیار بالا در مقایسه با روش‌های مستقیم تحلیل زمانی، برای اولین بار ارائه می‌شوند. لذا، ابتدا تحلیل استاتیکی و پایداری ورق‌های الاستیک با شکل‌های مستطیل، متوازی‌الاضلاع، ذوزنقه، دایره، مثلث، شش‌ضلعی منتظم و ورق ال شکل و شرایط مرزی مختلف با ترکیبی ازشرایط مرزی مفصلی، گیردار و آزاد، با استفاده از روش SHPC مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس به تحلیل غیر‌خطی هندسی ورق‌های الاستیک پرداخته می‌شود. بدین منظور با استفاده از فرضیات ون کارمن و بر مبنای کرنش‌های کوچک، فرمول‌بندی مسأله در دستگاه لاگرانژین کلی [2] نوشته می‌شود . سپس با استفاده از روش نیوتن-رافسون معادلات مربوطه خطی سازی می‌شوند. نهایتاً نتایج عددی تحلیل غیر‌خطی هندسی ورق‌های الاستیک با شکل‌های هندسی مختلف و شرایط مرزی مختلف و بر مبنای گسسته سازی با روش SHPC ارائه می‌گردند. در ادامه، به تحلیل استاتیکی، پایداری و غیر‌خطی هندسی ورق‌های ویسکوالاستیک وابسته به زمان، با استفاده از تبدیل لاپلاس-کارسون پرداخته می‌شود. بدین منظور، ابتدا رابطه تنش پیولا‌کیرشهف-کرنش گرین مواد ویسکوالاستیک خطی در حوزه لاپلاس-کارسون استخراج می‌گردد. سپس با فرض مدول بالک ثابت، روابط مدول ویسکوالاستیسیته و ضریب پواسون در حوزه لاپلاس-کارسون تعیین شده و ماتریس مدول مؤثر تدوین می‌گردد. نهایتاً فرمول‌بندی ورق ویسکوالاستیک با درنظرگرفتن تغییر شکل‌های بزرگ در دستگاه لاگرانژین کلی و در حوزه لاپلاس-کارسون استخراج می‌شود. بدین منظور، مبتنی بر‌این فرض که میدان جابجایی را می‌توان بر حسب حاصل‌ضرب دو تابع مکانی و زمانی تقریب زد، روابط حل قطعه خطی [3] مسأله در حوزه لاپلاس-کارسون ارائه می‌گردند. برای بازگشت مسأله به حوزه زمان، با استفاده از روش تقریب ‌ایلوشین [4] ، ماتریس سختی مماسی وبردارهای نیروی خارجی و نیروی قابل بازیابی با جملاتی شناخته شده در حوزه لاپلاس-کارسون تقریب زده می‌شوند. در نهایت با استفاده از تبدیل معکوس لاپلاس-کارسون به حل مسأله در حوزه زمان پرداخته می‌شود . لذا بدون نیاز به دنبال کردن منحنی زمان-جابجایی و با صرف هزینه محاسباتی بسیارکم و سرعت اجرای برنامه بسیار زیاد، نتایج عددی وابسته به زمان تحلیل غیر‌خطی هندسی، تحلیل پایداری و تحلیل استاتیکی ورق‌های ویسکوالاستیک با شکل‌های هندسی مختلف و شرایط مرزی مختلف و بر مبنای گسسته سازی با روش SHPC برای اولین بار ارائه می‌گردند. کلمات کلیدی: روش بدون شبکه SHPC، تئوری برشی مرتبه اول، ورق ویسکوالاستیک، تحلیل غیر‌خطی هندسی، تبدیل لاپلاس-کارسون، روش حل قطعه خطی. 1Simple HP Cloud 2Total Lagrangian formulation 3Incremental decomposition method 4Illyushin approximation method

ارتقاء امنیت وب با وف بومی