Skip to main content
SUPERVISOR
Mojtaba Azhari,Bijan Boroomand
مجتبی ازهری (استاد راهنما) بیژن برومندقهنویه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mostafa Mohebbi kiyabani
مصطفی محبی کیابانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Thermal and mechanical buckling and free vibration of thick functionally graded plates resting on elastic foundation using refined plate theory
In recent years functionally graded plates are widely used in turbines, reactor vessels, aerospaces and other engineering applications due to their advantages of being able to resist high temperature gradient. FGM’s are usually made from a mixture of ceramics and metals which in ceramic provides the high temperature resistance due to it’s low thermal conductivity and metal constituent supplies high stiffness and ductility of the plate. The properties of this plates vary smoothly and continuously through the thickness. This variation usually obtains by a power low function. For simplicity and due to small variation of the Poisson’s ratio It is assumed to be constant through the thickness. In this thesis mechanical and thermal buckling and free vibration of functionally graded plates resting on an elastic foundation are studied. The winkler and Pasternak foundation are used to model the mechanical behavior of elastic foundation. In order to consider shear deformation, refined plate theory is employed. In this theory out of plane displacement includes two components of bending and shear . Distributio of shear strain is obtained by means of a hyperbolic function which satisfies the free transverse shear stress condition on top and bottom of the plate therefore in this theory there is no need to consider shear correction factor. An ordinary finite strip method is used to analyse the buckling and free vibration of plates. By comparing numerical results with other references it can be concluded that using the finite strip method in company with refined plate theory yields satisfactory results and the number of degrees of freedom are reduced in comparison with third order shear deformation theory. Results are presented for different boundary conditions in tables and graphs. The effects of aspect ratio, volume fraction index, elastic foundation are presented in several tables and graphs. Keywords : Refined plate theory, Thick functionally graded plates, Mechanical buckling, Thermal buckling, Free vibration, Finite strip method
در سال های اخیر با پیشرفت علم وفن آوری و همچنین رشد و توسعه توربین ها، موتورهای پر قدرت و سایر صنایع که در معرض حرارت بالا قرار دارند؛ نظیر صنعت هوافضا، استفاده از ورق های FGM به عنوان اعضایی به منظور کاهش تنش های حرارتی اجتناب ناپذیر است. FGM ها موادی هستند که اغلب از ترکیب سرامیک و فلز ساخته می شوند. سرامیک ورق را در برابر حرارت، واکنش های شیمیایی وغیره محافظت می کند و فلز شکل پذیری و مقاومت مکانیکی ورق را افزایش می دهد. در این ورق ها خواص مصالح پیوسته و به تدریج در ضخامت تغییر می کند. این تغییرات با استفاده از یک رابطه توانی بیان می شود. ضریب پواسون به منظور سهولت مقداری ثابت فرض شده است. در مطالعه حاضر کمانش مکانیکی و حرارتی و ارتعاش آزاد ورق های ضخیم ناهمسان در ضخامت بر روی بستر ارتجاعی ارائه شده است. به منظور مدل کردن بستر ارتجاعی از مدل بستر وینکلر و مدل اصلاح شده بستر ارتجاعی پاسترناک استفاده شده است. تئوری تغییر شکل برشی اصلاح شده مورد استفاده قرار گرفته است. در این تئوری جابجایی خارج صفحه شامل دو جزء خمشی و برشی است و اثر دوران مقاطع عمود بر میان- صفحه ( و ) در قسمت برشی جابجایی قائم( ) دیده شده است. هم چنین تابع توزیع کرنش برشی نیز از نوع هایپربولیک اختیار شده است. با استفاده از روش نوار محدود کلاسیک و به کارگیری روش انرژی، مساله ورق FGM بر روی بستر ارتجاعی مورد تحلیل قرار گرفت. در نهایت مساله کمانش ورق به یک مساله مقادیر ویژه تبدیل خواهد شد. با ارضای شرایط مرزی و حل مساله مقدار ویژه بار بحرانی ورق به دست خواهد آمد. نتایج برای شرایط مرزی مختلف در قالب نمودارها و جداول ارائه و با مراجع معتبر مقایسه شده است. در ادامه اثر عوامل مختلف مانند، نسبت عرض به ضخامت، شاخص توانی، بسترارتجاعی، نسبت ابعاد، نسبت لایه ای و غیره مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج با مطالعات معتبر قبلی نشان از مطلوب بودن روش به کار گرفته شده دارد. واژگان کلیدی : تئوری تغییر شکل برشی اصلاح شده ، ورق ضخیم، روش نوار محدود، کمانش حرارتی و مکانیکی، ارتعاش آزاد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی