تحلیل استاتیکی خمش و کمانش تیر متخلخل تابعی با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول

در این مقاله خمش و کمانش استاتیکی ناشی از توزیع های متفاوت تخلخل تابعی بر اساس نظریه تیر تیموشینکو بررسی شده است. مدول الاستیسیته و چگالی جرمی با توجه به دو الگوی توزیع تخلخل مشخص در جهت ضخامت در نظر گرفته شده است. سیستم معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم بر رفتار کمانش و رفتار خمشی، از اصل همیلتون به دست آمده است و برای محاسبه بارهای بحرانی کمانش و انحنای خمش عرضی، روش ریتز به کار برده شده است. جهت اعتبارسنجی روش و نتایج ارائه شده این پژوهش، مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج ارائه شده در مراجع و مقالات معتبر و مدل سازی المان محدود صورت گرفته است. یک مطالعه پارامتری برای بررسی اثرات ضریب تخلخل و نسبت لاغری بر کمانش و خواص خمشی تیرهای متخلخل دارای تکیه گاه مفصلی در دو طرف تیر، انجام شده است. همچنین تاثیر توزیع متفاوت تخلخل بر عملکرد ساختاری بررسی شده تا به بینش های مهمی در طراحی این نوع تیر، برای دستیابی به مقاومت کمانش و رفتار خمشی مورد نظر دست یافته شود. طبق نتایج مطالعه پارامتری، با افزایش ضریب تخلخل و نسبت لاغری، بار بحرانی کمانش و میزان خمش افزایش می یابد. فوم های فلزی یا استفاده از روش های ساخت افزایشی در سال های اخیر استفاده و کاربرد نتایج حاصل از این تحقیق را بیشتر کرده است. از جمله کاربردهای تحقیق حاضر استفاده از این نوع مواد متخلخل جهت داربست ترمیم استخوان  را می توان نام برد.

کلیدواژه ها:

تیر متخلخل ، کمانش ، خمش استاتیک ، اصل همیلتون