تحلیل کمانش حرارتی - مکانیکی ورقهای تابعی مدرج تحت بارهای درون صفحه ای متغیر با استفاده از تئوری برشی مرتبه بالا و روش گلرکین

در این پژوهش تحلیل کمانش حرارتی مکانیکی ورقهای تابعی مدرج FGM تحت بارهای درون صفحه ای متغیر با استفاده از تئوری برشی مرتبه بالا و روش گلرکین ارائه شده است. خواص مکانیکی و حرارتی ماده به صورت پیوسته در راستای ضخامت و بر اساس قانون توانی تغییر می کنند. به منظور افزایش دقت، تحلیل اثر تغییر شکل برشی عرضی با استفاده از تئوری برشی مرتبه بالا لحاظ شده است؛ به گونه ای که توزیع واقعی تنش های برشی در ضخامت ورق بدون نیاز به ضریب تصحیح برشی مدل سازی می شود. با اعمال اصل حداقل انرژی پتانسیل معادلات حاکم بر کمانش ورق استخراج شده و با استفاده از روش گلرکین مساله به یک دستگاه معادلات جبری مقدار ویژه تبدیل می شود. در ادامه، اثر پارامترهای مختلف شامل ضریب توانی ماده، نسبت طول به ضخامت، افزایش دما، نوع بارگذاری درون صفحه ای و شرایط مرزی مختلف بر بار بحرانی کمانش مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصل با نتایج پژوهش های معتبر مقایسه شده اند که تطابق بسیار خوبی را نشان می دهد. نتایج عددی بیانگر آن است که افزایش ضریب توانی و دما موجب کاهش سختی خمشی و در نتیجه کاهش بار بحرانی کمانش می شود، در حالی که افزایش قیود مرزی و کاهش نسبت طول به ضخامت موجب افزایش پایداری ورق خواهد شد. نتایج نشان می دهد که به کارگیری روش گلرکین در ترکیب با تئوری برشی مرتبه بالا ابزار مناسبی در تحلیل دقیق رفتار کمانشی ورق های تابعی مدرج تحت شرایط حرارتی-مکانیکی می باشد.

کلیدواژه ها:

مواد تابعی مدرج ، کمانش حرارتی مکانیکی ، تئوری برشی مرتبه بالا ، روش گلرکین ، بار درون صفحه ای متغیر