تحلیل کمانش پوسته ساندویچی مخروطی با هسته هدفمند متخلخل در شرایط حرارتی مختلف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، قزوین، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، قزوین، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تاکستان، تاکستان، ایران

چکیده

به دلیل کاربرد گسترده پوسته‌های مخروطی ساندویچی در صنایع نوین، بررسی رفتار مکانیکی این سازه‌ها امری ضروریست. در این تحقیق، برای اولین بار، با در نظر گرفتن انعطاف‌پذیری هسته در تئوری مرتبه بالای پوسته‌های ساندویچی، رفتار کمانشی پوسته ساندویچی مخروطی ناقص که شامل هسته هدفمند متخلخل و رویه‌های همگن است، در توزیع دماهای مختلف بررسی می‌شود. از مواد با خواص وابسته به دما در هسته و رویه‌ها و برای مدلسازی تغییر تدریجی خواص مواد هدفمند از قانون توانی که با در نظر گرفتن دو مدل توزیع تخلخل اصلاح می‌شود، استفاده می‌گردد. به کمک اصل مینیمم انرژی پتانسیل و در نظر گرفتن تنش‌های درون صفحه‌ای هسته و رویه‌ها و کرنش غیرخطی ون کارمن هم برای تنش مکانیکی و هم تنش حرارتی، معادلات تعادل سازه در معرض بار فشاری درون صفحه‌‌ای محوری بدست می‌آیند. از روش گلرکین برای حل معادلات در شرایط تکیه‌گاهی ساده، دو سر گیردار و گیردار-آزاد بهره برده می‌شود. برای بررسی اثر تغییر دما در سازه، توزیع دما به صورت یکنواخت، خطی و غیرخطی در نظر گرفته می‌شود. برای صحت سنجی، نتایج تحلیل کار حاضر در حالات خاص با مقالات دیگر و همچنین با نتایج بدست آمده از نرم افزار آباکوس مقایسه می‌شود. تغییرات بار بحرانی بی‌بعد نسبت به تغییرات هندسی سازه، تغییرات دما، خواص مواد و تخلخل بررسی خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Buckling behavior analysis of truncated conical sandwich panel with porous FG core in different thermal conditions

نویسندگان [English]

  • Mohsen Rahmani 1
  • Younes Mohammadi 2
  • Farshad Kakavand 3
  • Hamed Raeisifard 2
1 Faculty of Industrial and Mechanical Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University Qazvin, Iran
2 - Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
3 Department of Mechanical Engineering, Takestan Branch, Islamic Azad University, Takestan, Iran
چکیده [English]

Due to wide application of conical sandwich shells in the modern industries, it is nessesary to investigate the mechanical behavior of theses structures. In this paper, for the first time, by considering the flexibility of the core in the high order theory of sandwich shells, the the buckling behavior of the truncated conical sandwich shells which include a temperature dependent porous FG core and two temperature dependent homogeneous face sheets are investigated in various thermal conditions. The power law rule which modified by considering the two types of porosity volume fractions are applied to model the gradually variation of functionally graded materials. By applying the principle of minimum potential energy, considering the in-plane stresses in the core and faces, and nonlinear von-karman strains for both mechanical and thermal stresses, the governing equations are obtained under the axial in-plane compressive loads. A Galerkin procedure are used to solve the equations in a simply supported boundary condition. Uniform, linear and nonlinear temperature distributions are used to model the effect of the temperature changing in the sandwich shell. To verify the results of these work, they are compared with FEM results obtained by Abaqus software and for special cases with the results in literature. Critical load variations are surveyed versus the temperature changing, geometrical effects, porosities, and some others in the numerical examples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • High order sandwich shell theory
  • Conical sandwich
  • FG core
  • POROSITY
  • temperature distribution