به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • رشید محمدی، محمد مسکینی*، حشمت الله محمد خانلو
    با توجه به استفاده روزافزون از پوسته های استوانه ای هیبریدی در صنایع مختلف تحلیل ارتعاشات آزاد این نوع سازه ها دارای اهمیت زیادی می باشد. در این پژوهش، ارتعاشات آزاد پوسته استوانه ای هیبریدی (کامپوزیت-فلز) تحت تاثیر فشار هیدرو استاتیکی مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته است. بررسی فشار هیدرو استاتیکی در پوسته های هیبریدی به عنوان یکی از موارد مهم و موردنیاز برای طراحی بهینه سازه، بررسی عملکرد سازه در شرایط مختلف محیطی، تحمل و مقاومت در برابر فشار و... هست. هدف این تحقیق، بررسی تغییرشکل و رفتار سازه تحت فشار هیدرو استاتیکی مختلف است. شرایط مرزی را برای پوسته استوانه ای به صورت گیردار، آزاد و ساده در نظر گرفته شده است، معادلات حاکم بر ساختار پوسته استوانه ای هیبریدی بر اساس میدان جابجایی و روابط تنش و کرنش به صورت ماتریسی با استفاده از تئوری تغییرشکل برشی مرتبه اول پوسته ها و اصل همیلتون به دست آمده و با استفاده از روش عددی مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته، معادلات حاکم برسازه حل گردیده و تاثیر زاویه الیاف، مواد کامپوزیتی، فشار هیدرو استاتیکی، نسبت کامپوزیت به فلز، طول به شعاع و ضخامت به شعاع استوانه بر روی فرکانس طبیعی پوسته بررسی و تحلیل شده است. نتایج عددی با نتایج تحقیقات انجام شده مورد مقایسه و صحت سنجی قرارگرفته شده است. نتایج نشان می دهند که پوسته هیبریدی با توزیع مواد مرکب و در نسبت حجمی خاص، رفتار بهتری در برابر فشار هیدرو استاتیکی مختلف نشان می دهد.
    کلید واژگان: فشار هیدرو استاتیک, ارتعاشات آزاد, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول, هیبرید, پوسته استوانه ای}
    Rashid Mohammadi, Mohammad Meskini *, Heshmatollah Mohammadkhanlo
    Considering the increasing use of hybrid cylindrical shells in various industries, the free vibration analysis of these types of structures is very important. In this research, the free vibrations of the hybrid cylindrical shell under the influence of hydrostatic pressure have been analyzed and investigated. Investigating the hydrostatic pressure in hybrid shells is one of the important and required things for the optimal design of the structure, investigating the performance of the structure in different environmental conditions, bearing and resistance to pressure, etc. The boundary conditions for the cylindrical shell have been considered as fixed, free and simple, the equations governing the structure of the hybrid cylindrical shell are based on the displacement field and the stress and strain relations in matrix form using the first-order shear deformation theory of the shell and Hamilton's principle obtained and using generalized differential quadratic numerical method, the governing equations of the structure were solved and the effect of fiber angle, composite materials, hydrostatic pressure, composite to metal ratio, length to radius and thickness to radius of the cylinder on the natural frequency of the shell was investigated  and analyzed. Numerical results have been compared and validated with the results of the research. The results show that the hybrid shell with the distribution of composite materials and in a specific volume ratio shows better behavior against different hydrostatic pressure.
    Keywords: Hydrostatic Pressure, Free Vibrations, First Order Shear Deformation Theory, Hybrid, Cylindrical Shells}
  • بهاره یخچیان، علیرضا شاطرزاده*
    در این مقاله، کمانش و پس کمانش حرارتی ورق های مدرج تابعی با ماتریسی از جنس پلیمر ایزوتروپیک و تقویت شده با نانوپلاکت های گرافن بررسی شده است. در این ورق های چندلایه ضخامت تمام لایه ها یکسان است و با تغییر کسر وزنی نانوپلاکت های گرافن تقویت کننده در هر لایه، نوع آرایش لایه ای ورق های نانوکامپوزیتی تغییر می کند. ورق ها با سه آرایش مدرج تابعی X و O و آرایش یکنواخت U تقویت شده است. معادلات حاکم بر ورق به کمک تیوری تغییرشکل برشی مرتبه اول به دست آمده است. رفتار کمانش حرارتی ورق ها با روش تربیع دیفرانسیلی مطالعه شده است. به منظور یافتن مدول یانگ موثر از مدل میکرومکانیک اصلاح شده هالپین-تسای و برای به دست آوردن خواص معادل کامپوزیت ها از قانون اختلاط استفاده شده است. نتایج نشان می دهد، توزیع نانوپلاکت های گرافن با آرایش به صورت X مقاومت ورق در برابر کمانش را بهبود می بخشد. همچنین، تاثیر پارامترهای همچون کسر وزنی نانوپلاکت های گرافن، نسبت ابعادی، نسبت طول به ضخامت بررسی شده است.
    کلید واژگان: کمانش حرارتی, روش تربیع دیفرانسیلی, نانوپلاکت های گرافن, پس کمانش, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول}
    Bahareh Yakhchian, Alireza Shaterzadeh *
    In this article, the thermal buckling and post-buckling of functionally graded plates with a matrix of isotropic polymer reinforced with graphene platelets (GPLs) have been investigated. In these multilayer plates, the thickness of all layers is the same, and by changing the weight fraction of reinforcing graphene platelets in each layer, the type of layer arrangement of nanocomposite plates changes. The plates are reinforced with three functional graded distributions: X and O and a uniform U distribution. The governing equations of the plate are obtained with the help of the first-order shear deformation theory (FSDT). The thermal buckling behavior of plates has been studied by the differential quadrature method. To find the effective Young's modulus, the Halpin-Tsai modified micromechanical model is used, and the law of mixing is used to obtain the equivalent properties of composites. The results show that the distribution of graphene platelets with an X arrangement improves the resistance of the plate against buckling. Also, the effect of parameters such as the weight fraction of graphene platelets, aspect ratio, and length-to-thickness ratio has been investigated.
    Keywords: Thermal buckling, differential quadrature method, Graghene platelets, Post buckling, First order shear deformation theory}
  • مجتبی خاتون آبادی*، محمد جعفری، کامران عاصمی
    در این مقاله، تحلیل المان محدود ارتعاشات آزاد صفحه دایره ای متخلخل مدرج تابعی تقویت شده با گرافن بر اساس تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول (FSDT) برای اولین بار ارایه شده است. معادلات حاکم با استفاده از اصل همیلتون به دست می آید و روش المان محدود (FEM) برای حل معادلات حاکم بر ورق استفاده شده است. نتایج کار حاضر با مطالعات قبلی مقایسه شده و تطابق خوبی بین نتایج مشاهده شد. تاثیر پارامترهای مختلف مانند توزیع تخلخل، ضریب تخلخل، الگوهای مختلف GPL و درصد وزنی نانو ذرات گرافن، انواع شرایط مرزی و همچنین نسبت ضخامت به شعاع بر روی ارتعاشات ورق دایره ای بررسی شد. در ادامه ضمن صحت سنجی روش تحلیل، نتایج حاصل از حل عددی، مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت . در نتایج مشخص گردید که اثر درصد وزنی گرافن و نوع الگوهای مختلف گرافن و همچنین شرایط تکیه گاهی در ارتعاشات ورق بیش از سایر موارد است.
    کلید واژگان: تحلیل ارتعاشات آزاد, مواد متخلخل مدرج تابعی, ورق دایره ای, تقویت شده با گرافن, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول, المان محدود}
    Mojtaba Khatounabadi *, Mohammad Jafari, Kamran Asemi
    In this paper, the finite element analysis of the free vibrations of functionally graded porous circular plate reinforced with graphene based on the first order shear deformation theory (FSDT) is presented for the first time. The governing equations are obtained using Hamilton's principle and the finite element method (FEM) is used to solve the governing equations of the sheet. The results of the present work were compared with previous studies and a good agreement between the results was observed. The effect of different parameters such as porosity distribution, porosity coefficient, different GPL patterns and weight percentage of graphene nanoparticles, types of boundary conditions and also the ratio of thickness to radius on the vibrations of the circular sheet was investigated. Next, while validating the analysis method, the results obtained from the numerical solution were compared and analyzed. In the results, it was found that the effect of weight percentage of graphene and different types of graphene patterns as well as support conditions in sheet vibrations is more than other cases.
    Keywords: free vibrations analysis, functionally graded porous materials, Circular plate, reinforced with graphene, first order shear deformation theory, finite element method}
  • شهروز یوسف زاده*، محمدمهدی دوستدار

    در این پژوهش، ارتعاشات آزاد تیر تیموشنکو مخروطی چرخان با لایه محرک پیزوالکتریک موردمطالعه قرار گرفته است. جنس تیر از مواد تابعی FGM (Functionally Graded Materials) در راستای ضخامت و شرط مرزی یکسر گیردار متصل به هاب در نظر گرفته شده است. تحلیل بر اساس تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول انجام شده است. در ابتدا، انرژی کل سیستم شامل انرژی پتانسیل و جنبشی تیر و لایه پیزوالکتریک محاسبه شده و سپس با بهره گیری از روش ریلی- ریتز مبتنی بر کمینه سازی انرژی کل سیستم، فرکانس های طبیعی سیستم استخراج شده است. در ادامه پس از اعتبارسنجی نتایج حاصل از طریق مقایسه با نتایج سایر محققان، تاثیر پارامترهای هندسی مختلف از قبیل ضخامت و پهنای تیر، شیب مخروط تیر، طول تیر، سرعت دورانی و همچنین ولتاژ پیزوالکتریک بر فرکانس طبیعی مطالعه شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعت زاویه ای تیر، فرکانس طبیعی افزایش می یابد به طوری که با بیشتر شدن سرعت افزایش، فرکانس طبیعی با شیب تندتری افزایش می یابد.

    کلید واژگان: تیر مخروطی چرخان, مواد تابعی, فرکانس طبیعی, پیزوالکتریک, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول}
    Shahrouz Yousefzadeh *, Mohammadmehdi Doostdar

    In this research, the free vibration of rotating tapered Timoshenko beam with piezoelectric layer has been studied. It is assumed that the beam is made of Functionally Graded Materials (FGM) through the thickness direction and the boundary condition is a cantilever attached to the hub. The first-order shear deformation theory has been used to drive governing equations. At first, the total energy of the system such as potential and kinetic energies for the beam and piezoelectric layer has been derived, and then the natural frequencies of the beam have been determined by the Ritz approach based on minimizing the total system energy. After verifying the results by comparing them with other research, the effects of some parameters such as hub radius, rotational speed, taper ratios, rotary inertia, material gradient, piezoelectric voltage, and beam thickness on the natural frequencies of the tapered Timoshenko beam have been studied in detail. The results showed that with increasing the angular velocity of the beam, the natural frequency increases so that as the increasing velocity increases, the natural frequency increases with a steeper slope.

    Keywords: Rotating tapered beam, Functionally graded material, Natural frequency, Piezoelectric layer, First order shear deformation theory}
  • مسعود بابایی، کامران عاصمی*، نادر نظری
    در این پژوهش، تحلیل عددی ضربه سرعت پایین بر ورق های حلقوی تقویت شده با نانولوله های کربنی به صورت هدفمند با استفاده از روش های المان محدود ارایه شده است. معادلات تعادل ورق بر اساس تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول ورق و اصل همیلتون استخراج شده است. برای شبیه سازی نیروی تماس بین ورق و ضربه زننده از قانون تماس هرتز استفاده شده است. همچنین با در نظر گرفتن، تغییر عوامل مختلف اعم از نحوه توزیع و درصد حجمی نانولوله ها در راستای ضخامت و جرم و سرعت ضربه زن به بررسی تاثیر این عوامل بر روی توزیع نیروی تماس و جابجایی ها می پردازیم.
    کلید واژگان: ورق حلقوی, ضربه سرعت پایین, المان محدود, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول, کامپوزیت تقویت شده با الیاف نانو}
    Masoud Babaei, Kamran Asemi *, Nader Nazari
    In this study, low velocity impact analysis of functionally graded carbon nanotube annular plate based of finite element method is presented for the first time. The governing equations are based on first shear deformation theory and Hamilton's principle. To model the contact force between annular plate and impactor, modified contact Hertz law has been used. Results of present study is compared with previous studies, and it shows good agreement. The effect of different parameters such as distribution and volume fraction of carbon nanotubes, and also, different mass and velocity of impactor on contact force and transverse displacemet of plate have been investigated. Results denotes that by increasing the volume fraction of carbon nanotube from 11 to 17 %, the contact force 32% is increased and the contact time is notably decreased. Also, results show that, the FGX distribution of nanotubes along the thickness of plate, has the highest contact force and the lowest contact time.
    Keywords: Annular plate, Low velocity impact, FEM, FSDT, FGCNT}
  • رضا کشاورزی، شهاب الدین حاتمی*، شمس الدین هاشمی

    ورق های ساخته شده از مواد کامپوزیتی چند لایه با سختی متغیر (VSCL) به دلیل مزایایی از قبیل نسبت مقاومت و سختی به وزن بالا می توانند کاربرد های گسترده ای در شاخه های مختلف مهندسی داشته باشند. در هر لایه از این ورق ها به جای الیاف مستقیم از الیاف منحنی شکل استفاده می شود. در این مقاله تحلیل کمانش ورق های کامپوزیت لایه ای نسبتا ضخیم با سختی متغیر به روش نوار محدود بررسی می شود. برای تحلیل کمانش، یک روش نوار محدود شبه تحلیلی مبتنی بر تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول به کار گرفته می شود. در این روش، همه جابه جایی ها توسط توابع شکل هارمونیکی مناسب در جهت موازی با خطوط گرهی و توابع درون یاب چندجمله ای در جهت عمود بر خطوط گرهی فرض می شوند. به منظور توسعه روابط پایداری از روش انرژی پتانسیل حداقل استفاده می شود. با انجام این تحلیل تاثیر استفاده از الیاف منحنی شکل به جای الیاف مستقیم در کامپوزیت های لایه ای بر بار کمانشی ورق بررسی می شود. بارهای بحرانی به دست آمده از این تحلیل، با نتایج سایر محققین مقایسه شده و کارایی و دقت روش نوار محدود حاضر تایید می شود. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل این ورق ها نشان می دهد که تغییر دادن شیب الیاف می تواند منجر به تفاوت قابل توجهی در پاسخ کمانشی شود. همچنین افزایش تعداد جملات توابع شکل در جهت موازی با خطوط گرهی تاثیر قابل توجهی در همگرایی نتایج مورد نظر دارد.

    کلید واژگان: کمانش, کامپوزیت لایه ای, سختی متغیر, روش نوار محدود, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول}
    R. Keshavarzi, Sh. Hatami*, Sh. Hashemi

    Plates made of laminated composite materials with variable stiffness can have wide applications in various branches of engineering due to such advantages as high strength /stiffness to weight ratio. In these composites, curved fibers are used to reinforce each lamina instead of the straight fibers. In this paper, the application of finite strip method for the buckling analysis of moderately thick composite plates with variable stiffness is investigated. For buckling analysis, a semi-analytical finite strip method based on the first-order shear deformation theory is employed. In this method, all displacements are presumed by the appropriate harmonic shape functions in the longitudinal direction and polynomial interpolation functions in the transverse direction. The minimum potential energy method has been used to develop the stability formulations. This analysis examines the effect of using curved fibers instead of straight fibers on the laminate composites. The critical loads obtained from this analysis are compared with those of other researchers and the efficiency and accuracy of the developed finite strip method are confirmed. Comparison of the analysis results of these plates shows that changing the slope of the fibers can lead to a significant change in the buckling response. Also, increasing the number of the terms of shape functions in the longitudinal direction has a significant effect on the convergence to the desired results.

    Keywords: Buckling, Laminated composite, Variable stiffness, Finite strip method, First-order shear deformation theory}
  • احمد حقانی، مهدی مندعلی*

    تورق یکی از عیوب رایج در صفحات کامپوزیتی است که ممکن است در حین تولید، سوراخکاری و یا بارگذاری در صفحه ی کامپوزیتی ایجاد شود. این عیب انعطاف پذیری، استحکام و کارایی صفحات و سازه های کامپوزیتی را تحت تاثیر قرار داده و آن را کاهش می دهد به نحوی که حتی ممکن است باعث شکست یک لایه یا شکست کامل در صفحه ی کامپوزیتی شود. در این تحقیق یک صفحه کامپوزیتی دایره ای با تورق دایره ای شکل تحت بار کمانشی در نظر گرفته می شود و با توجه به اینکه تورق رشد می کند و مرز تورق متحرک است، معادلات تعادل حاکم بر صفحه ی دایره ای با تورق دایره ای شکل با استفاده از روش حساب تغییرات با مرز متحرک بدست می آیند. تیوری که در این مقاله از آن برای یافتن معادلات تعادل حاکم بر صفحه ی مورد نظر استفاده شد تیوری تغییرشکل برشی مرتبه سوم است. در نهایت برای دو ماده ایزوتروپیک و اورتوتروپیک بار کمانش بحرانی با استفاده از روش هموتوپی طیفی تعیین می شود و نتایج مقاله حاضر با نتایج موجود در تحقیقات دیگر مقایسه می شود. نتایج بدست آمده مطابقت خوبی را با نتایج مراجع دیگر نشان می دهد.

    کلید واژگان: ورق کامپوزیتی دایره ای, تورق, روش حل هموتوپی طیفی, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم}
    A. Haghani, M. Mondali*

    Delamination is one of the common flaws in the composite plates, which may be created during manufacturing, boring or loading in the composite plate. This flaw has an impact on the flexibility, strength and performance of composite plates and structures and reduces them, which may even result in a layer fracture or complete fracture in the composite plate. In this study, a circular composite plate with the circular delamination under buckling load is considered. Given that the delamination grows and the delamination boundary is movable, the equilibrium equations governing the circular plate with circular delamination is produced by using Calculus of Variations method with moving boundary. The theory used in this paper for finding equilibrium equations governing the mentioned plate is the third order shear deformation theory. Ultimately, for isotropic and orthotropic materials, the critical buckling load is determined by using spectral homotopy analysis method and the results of the present paper is compared with the results of other studies. The results produced shows a good conformity with the other reference results.

    Keywords: Circular composite plate, delamination, spectral homotopy analysis method, third order shear deformation theory}
  • رضا همتی، مصطفی طالبی توتی*
    در این تحقیق، به کمک روش تفاضل مربعات (DQM) به تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته کوپل مخروطی- مخروطی ساندویچی پرداخته شده است. هندسه پوسته مخروطی بررسی شده در این تحقیق به صورت ناقص می باشد. هسته ساندویچ پنل، چهار نوع ماده مختلف پلی اتراترکتون (PEEK)، پلی کربنات (PC)، پلی پروپیلن جامد (SPP) و فوم پلی آمید با چگالی بالا (HDPF) و لایه های داخلی و خارجی از جنس آلومینیوم در نظر شده است. مدل سازی ریاضی به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول (FSDT) پوسته انجام و معادلات حرکت به کمک روش همیلتون استخراج شده است. معادلات حرکت حاکم بر ارتعاشات پوسته، معادلات مربوط به شرایط مرزی در دوسر و معادلات مربوط به شرط پیوستگی در محل اتصال دو پوسته، به کمک روش DQ گسسته سازی شده و رابطه مسئله مقدار ویژه و در نتیجه آن، فرکانس طبیعی محاسبه شده است. اثر تغییر طول، ضخامت، زاویه راس مخروط، جنس هسته و همچنین اثر شرایط مرزی مختلف بر روی فرکانس طبیعی بررسی گردیده است. به منظور اعتبارسنجی، مقایسه ای میان نتایج بدست آمده و نتایج موجود در ادبیات تحقیق و همچنین نرم افزار آباکوس (Abaqus) صورت گرفته است.
    کلید واژگان: پوسته کوپل مخروطی-مخروطی, ساندویچ پنل, روش تفاضل مربعات, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول, فرکانس طبیعی}
    R. Hemmati, M. Talebitooti *
    In this paper, free vibration of the joined sandwich conical-conical shell is investigated by using differential quadrature method (DQM). It is assumed that the conical shell is truncated. The core of sandwich conical-conical shell is made from the four different types of materials such as Polyether ether ketone (PEEK), Polycarbonate (PC), Solid polypropylene (SPP) and high density polyimide foam (HDPF), and Aluminum is supposed for material of inner and outer skin layers. The first-order shear deformation shell theory (FSDT) is adopted to formulate the theoretical model and governing equations of motion are derivated by Hamilton’s principle. The governing equations of motion, the boundary conditions of the two ends of the shell and the continuity conditions at the interface section of shell segments, are discretized by means of the DQM. Then, eigenvalue problem, and, consequently natural frequencies are achieved. The effects of thickness, length of the shell, cone angle, material of the core and boundary conditions on natural frequencies are investigated. To verify the accuracy of this method, comparisons of the present results with results available in the open literature and Abaqus software are performed.
    Keywords: Joined conical-conical shell, Sandwich panel, Differential Quadrature Method, First-order shear deformation shell theory, Natural frequency}
  • محمد جلوخانی نیارکی، حسین ترابیان*، بهزاد جباری پور
    مهمترین کاربرد مواد درجه بندی شده تابعی (FGM)، در صنعت هوافضا است، این مواد در دماهای بالا مقاومت بسیار خوبی در برابر تنش های وارده مخصوصا تنش های پسماند دارند در این پژوهش، یک حل عددی برای قطاع حلقوی ساخته شده از ماده FGM، با تکیه گاه های ساده در لبه های شعاعی، تحت بار عرضی در راستای ضخامت، ارایه شده است. بدین منظور بر مبنای تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و اصل حداقل انرژی پتانسیل، کل معادلات تعادل بدست آورده شده اند، این معادلات مستقل نیستند از این رو برای سهولت در حل، مجدد فرمول بندی شده و برای قطاع حلقوی با تکیه گاه های ساده در لبه های شعاعی و برای شرایط مرزی مختلف در لبه های محیطی قطاع به صورت عددی، حل شده اند. در واقع هدف اصلی این پژوهش بررسی تکینگی تنش در شعاع نزدیک صفر است که محاسبات ما نشانگر آن است که این تنش در شعاع نزدیک صفر بینهایت می شود لذا شکستی اتفاق نخواهد افتاد.
    کلید واژگان: تحلیل تنش, ماده درجه بندی شده تابعی, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول, تحلیل ترمومکانیکی}
    Mohmmad Jelokhani Niaraki, Hossein Torabian *, Behzad Abbaripour
    The most important application of functionally graded materials (FGM) is in the aerospace industry, these materials at high temperatures are very resistant to stresses especially residual stresses. In this study, a numerical solution for a circular branch made of FGM material with simple supports on radial edges, under transverse load along the thickness line, is presented. For this purpose, based on the first-order shear deformation theory and the principle of minimum energy, the potential of the entire equations of equilibrium is obtained. These equations are not independent. It is formulated for ease in solving, re-formulation, and for a circular sector with simple supports in radial edges and are solved numerically for the various boundary conditions in the periphery edges of the sector. In fact, this study aims to singularity of stress in a near-zero radius with calculations that indicate this stress is infinite in the near-zero radius, so failure will not occur.
    Keywords: Tension analysis, Functionally Graded Material, First-order shear deformation theory, Thermo-mechanical analysis}
  • احمد قاسمی قلعه بهمن، علی خاکباز
    این مطالعه با هدف بررسی ارتعاشات عرضی صفحات گرافن تک لایه و دو لایه واقع در محیط الاستیک بر اساس تئوری تغییر شکل مرتبه سوم برشی با در نظر گرفتن اثر نیروی محوری و در غالب نظریه الاستیسیه غیرموضعی ارینگن انجام شده است که در آن معادلات حاکم بر حرکت با استفاده از اصل همیلتون بدست آمده است. برتری مدل پیوسته غیرموضعی مورد مطالعه نسبت به همتای موضعی آن، در نظر گرفتن اثر اندازه روی رفتار مکانیکی سازه می باشد. نتایج حاصل از یک تحلیل فرکانس طبیعی برای شرایط مختلف مانند تاثیر اندازه و نسبت ابعادی، نیروی محوری، ضریب غیرموضعی و اثرات ناشی از تغییر در خواص سفتی محیط الاستیک اطراف با استفاده از روش ناویر و برای شرایط مرزی تکیه گاه ساده بدست آمده است. با توجه به اینکه در صفحه گرافن دولایه، سیستم دارای یک مود ارتعاشی هم فاز ویک مود ارتعاشی غیر هم فاز با اختلاف فاز 180 درجه است، تاثیر نیروی ون دروالس در هر دو مود ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شد که نیروی ون دروالس اثری روی مود ارتعاشی هم فاز نداشته و با افزایش آن فرکانس غیرهم فاز افزایش می یا بد. همچنین مشخص شد که پارامتر غیرموضعی یک پارامتر ثابت نبوده بلکه مقدار آن به اندازه و ساختار اتمی مانند آرایش کایرال یا زیگزاگ و حتی به نوع شرایط مرزی وابسته است.
    کلید واژگان: نظریه غیرموضعی, ارتعاشات آزاد, صفحه گرافن, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم, نیروی محوری}
    Ahmad Ghasemi Ghalebahman, Ali Khakbaz
    This study aims to investigate the transverse vibration of single- and double-layered graphene sheets embedded in an elastic medium based on the third-order shear deformation theory considering the axial force effect within the framework of Eringen’s nonlocal elasticity theory, where the governing equations of motion are obtained using Hamilton’s principle. The superiority of the studied non-local continuum model to its local counterpart is to consider the effect of size on the mechanical behavior of the structure. The results from a natural frequency analysis are obtained for different conditions such as the effect of size and aspect ratio, axial force, nonlocal coefficient, and change in the stiffness properties of the surrounding elastic medium by using the Navier-type solution for simply supported boundary conditions. Given that in a double-layered graphene sheet, the system has an in-phase vibrational mode and anti-phase vibrational mode with 180-degrees phase difference, the effect of van der Waals force on both vibrational modes is attempted to be investigated and it is shown that the van der Waals force has no effect on in-phase vibrational mode and by increasing it, the anti-phase frequency increases. It is also demonstrated that the nonlocal parameter is not a constant parameter but its value depends on the size and atomic structure, like chiral and zigzag configurations, and even on the type of boundary conditions.
    Keywords: Nonlocal theory, Free vibration, Graphene sheet, Third-order shear deformation theory, Axial force}
  • کبری قطره، علیرضا فتوحی*، علیرضا شفیعی
    در این پژوهش، براساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم معادلات حرکت برای بررسی تغییر شکل یک تیر از جنس ماده مرکب باریک و بلند به دست آمده است. تیر با نقص هندسی اولیه بوده و تحت اثر بار ضربه قرار می گیرد. ضربه اعمالی توسط جسم صلب با سرعت مشخص و به صورت خارج از مرکز و در فاصله معینی از تیر زده می شود. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون و براساس روابط کرنش-جابجایی غیرخطی ون - کارمن به دست آمده اند که براساس جابجایی ها و به صورت مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی وابسته به یکدیگر و در حالت دینامیکی می باشند. از روش تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته برای گسسته سازی معادلات به دست آمده و تبدیل آن ها به مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل معمولی استفاده شده است. روش تکرار نیوتن - رافسون برای حل معادلات جبری غیر خطی سیستم بکار برده شده است. در ادامه با حل معادلات حاکم بر سیستم به بررسی تاثیر مقدار نقص هندسی اولیه تیر بر تغییر شکل آن پرداخته شده است. همچنین تاثیر جرم و سرعت ضربه زننده بر تغییر شکل تیر بررسی و نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد با افزایش مقدار سرعت اولیه و جرم ضربه زننده، تغییر شکل تیر نیز به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.
    کلید واژگان: کامپوزیت, تیر, ضربه, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم, روش تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته}
    Kobra Ghatreh, Alireza Fotuhi *, Alireza Shafiei
    In this study, based on the third-order shear deformation theory the equations of motion are obtained to analyses the deformation of a long and slender composite beam. The beam has initial geometric imperfection and subjected to impact load. The impact procedures are applied by rigid body with a specific speed, off-center and at a certain distance from the beam's surface. Hamilton’s principle and the von-Karman nonlinear strain-displacement relationship are used to obtain the equations of motion that they are based on displacement and in a set of coupled nonlinear partial differential equations in dynamic mode. The generalized differential quadrature Method (GDQM) is used to discretize the obtained equations and convert them into a set of ordinary differential equations. Newton-Raphson iterative scheme is employed to solve the resulting system of nonlinear algebraic equations. Then, by solving the equations of the system, the effects of initial geometric imperfection on the beam’s deflection have been studied. Also the effects of mass and the initial velocity of the impactor on the beam’s deformation are investigated. The results of this research show that an increase in the amount of the initial velocity and mass of the impactor entail an increase in the beam deformation.
    Keywords: Composite, Beam, Impact, Third Order Shear Deformation Theory, Generalized Differential Quadrature Method}
  • محمد اسماعیل گلمکانی*، مصطفی امامی
    هدف از این تحقیق تحلیل غیر خطی خمش و کمانش قطاع صفحات مدرج تابعی در راستای شعاعی تحت بار مکانیکی می باشد. خواص مکانیکی صفحه تابعی در جهت شعاع با استفاده از مدل موری- تاناکا تعیین شده است. معادلات غیر خطی بصورت نموی و با استفاده از تئوری تغییر شکل های برشی مرتبه اول و فرضیه تغییر شکل های بزرگ فون کارمن ارائه گردیده اند. برای حل معادلات غیرخطی نموی از روش رهایی پویا و روش تفاوت های محدود استفاده شده است. با توجه به عدم وجود تحقیقی مشابه برای کمانش قطاع صفحات گرد تابعی با تغییرات خواص در راستای شعاعی تحت بارهای مکانیکی فشاری، برخی از نتایج با پاسخ های بدست آمده از نرم افزار المان محدود آباکوس برای صفحات تابعی مقایسه شده است و مطابقت خوب بدست آمده حاکی از صحت و دقت روش عددی بکار رفته می باشد. در انتها اثرات پارامترهای مختلفی همچون شرایط مرزی گوناگون، تاثیر توان ماده تابعی، نسبت ضخامت به شعاع خارجی، نسبت شعاع داخلی به شعاع خارجی، زاویه قطاع برای خمش و کمانش صفحات مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلید واژگان: خمش, کمانش, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول, مواد تابعی}
    M.E. Golmakani*, M. Emami
    The main purpose of this study is to investigate the nonlinear bending and buckling analysis of radially functionally graded sector plates subjected to uniform in-plane compressive loads. The mechanical properties of plates assumed to vary continuously along the radial direction by the Mori–Tanaka distribution. The incremental form of nonlinear formulations are derived based on first order shear deformation theory (FSDT) and large deflection von Karman equations. The dynamic relaxation (DR) method combined with the finite difference discretization technique is employed to solve the equilibrium equations. Also, due to the lack of similar research for the buckling of functionally graded sector plates with material variation in the radial direction, some results are compared with the ones reported by the ABAQUS finite element software. The achieved good agreements between the results indicate the accuracy of the present numerical method. Finally, numerical results for the maximum displacement and critical buckling load for various boundary conditions, effects of grading index, thickness-to-radius ratio, sector angle and inner radius-to-outer radius ratio are presented.
    Keywords: Bending, Buckling, First Order Shear Deformation Theory, Functionally Graded Material}
  • کوروش خورشیدی *، سعید عنصری نژاد
    در این تحقیق، ارتعاش آزاد ورق های قطاعی ایزوتروپیک کوپل شده با لایه پیزوالکتریک بر مبنای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. معادلات دیفرانسیل حاکم بر رفتار دینامیکی ورق های قطاعی کوپل شده با لایه پیزوالکتریک با بکارگیری اصل همیلتون و معادله الکترواستاتیکی ماکسول بدست آمده است. معادلات دیفرانسیل کوپل حاکم بر ورق مرکب مرتعش، با بکارگیری روش جداسازی متغیرها و توابع پتانسیل کمکی ،حل می گردند. اعتبار روش حل دقیق ارائه شده در این مقاله، با نتایج ارائه شده در مراجع مورد ارزیابی و تایید قرار گرفته است. با استفاده از نتایج عددی، تاثیر زاویه بازشدگی ورق قطاع ، نسبت ضخامت به شعاع ورق زمینه ، نسبت شعاع داخلی به شعاع خارجی ورق زمینه ، نسبت ضخامت لایه پیزوالکتریک به ضخامت ورق زمینه و شرایط مرزی مختلف روی فرکانس طبیعی ورق قطاعی مرتعش کوپل شده با لایه های پیزوالکتریک بدست آمده است. همچنین در مورد میزان، نحوه و شرایط اثر گذاری هر پارامتر بر روی فرکانس طبیعی سازه بحث و بررسی شده است.
    کلید واژگان: حل دقیق, ارتعاش آزاد, ورق های قطاعی, پیزوالکتریک, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول}
    K. Khorshidi *, S. Onsorynezhad
    In this study, free vibration analysis of isotropic sector plates coupled with piezoelectric layers based on first-order shear deformation theory has been analyzed. Governing differential equations of the dynamic behavior of free vibration of isotropic sector plates coupled with piezoelectric layers are derived using Hamilton's principle and the electrostatic Maxwell equations. The Coupled governing differential equations of the vibrating composite plate are solved by applying the method of separation of variables and auxiliary potential functions. The presented analytical exact solution in this paper is validated with available data in the literature. Using numerical results the effect of opening angle of sector plate , the host thickness to radius ratios , inner to outer radius ratios , the ratio of thickness of the piezoelectric layer respect to thickness of the host plate and different boundary conditions on the natural frequencies of the vibrating sector plates coupled with piezoelectric layers are obtained. Also impact, manner and conditions of each parameter on the natural frequencies areconsidered and discussed.
    Keywords: Exact solution, Free vibration, sector plates, piezoelectric, first-order shear deformation plate theory}
  • روح الله طالبی توتی، محمدحسن شجاعی فرد، رضا احمدی، محمدرضا غیبی
    در این مقاله تلاش شده است با استفاده از روشی تحلیلی، افت انتقال صوت در پوسته های استوانه ای همسانگرد عرضی جدار ضخیم، مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور یک پوسته استوانه ای همسانگرد عرضی با طول بی نهایت در معرض تابش یک موج صوتی صفحهای مایل و درون یک جریان یکنواخت خارجی قرار گرفته است. برای یافتن معادلات ارتعاشی پوسته از تئوری تغییر شکلهای برشی مرتبه سوم استفاده شده است. پس از بسط معادلات جابجایی، معادلات حرکت پوسته به کمک اصل همیلتون بدست می آیند. با حل همزمان معادلات ارتعاشی پوسته و روابط امواج آکوستیکی، مقادیر افت انتقال صوت حاصل می شود که این نتایج با کار سایر محققین مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که تئوری مرتبه سوم برشی در مقایسه با تئوری های کلاسیک و تغییر شکل برشی مرتبه اول، بخصوص در فرکانس های بالا و با کاهش نسبت شعاع به ضخامت، دقت بیشتری از خود نشان می دهد.
    کلید واژگان: افت انتقال صوت, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم, اصل همیلتون, پوسته استوانه ای جدار ضخیم, همسانگرد عرضی}
    Rouhollah Talebi, Mohammad Hassan Shojaeifard, Reza Ahmadi, Mohammad Reza Gheybi
    The objective of this paper is representation an analytical solution to calculate sound transmission loss (TL) of infinite thick transverse-isotropic cylindrical shell immersed in a fluid medium with an uniform external airflow and contains internal fluids where external sidewall of the shell excited by an oblique plane wave. In order to derive the governing equations the third-order shear deformation theory (TSDT) is used. Also، equation of motion of shell is obtained using Hamilton''s principle. With solving shell vibration equations and acoustic wave equations simultaneously، the exact solution for TL is obtained. Transmission loss resultant from this solution is compared with those of other authors. The results also indicate that TSDT is more powerful than FSDT and CST، especially in high frequency and less R/h.
    Keywords: Sound Transmission Loss, Third, order shear deformation theory, Hamilton's principle, Thick cylindrical shell, Transverse, isotropic}
  • علیرضا یادگاری نایینی، اعظم قاسمی
    مواد متخلخل دارای وزن سبک، انعطاف پذیرو مقاوم در برابر ترک های موئی می باشند، به همین دلیل امروزه با توسعه تکنولوژی موادی با ساختار متخلخل جهت کاربرد در صنایع مختلف تولید شده است. این ساختار در تیرها، صفحات و پوسته ها به طور وسیعی استفاده می شود. هدف اصلی این مقاله بررسی میزان تاثیرتخلخل روی خمش و بار بحرانی کمانش ورق در شرایط تقارن محوری به صورت تحلیلی است. بدین منظور یک ورق دایره ای با تکیه گاه ساده در لبه، تحت فشار یکنواخت شعاعی و توزیع یکنواخت فشار عمودی بررسی می شود. خواص مکانیکی ورق متخلخل به صورت ایزوتروپیک در صفحه و متغیر در راستای ضخامت در نظر گرفته شده است. میدان جابه جایی مطابق تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول بسط داده می شود. سپس با استفاده از اصل کار مجازی و اعمال روش حساب تغییرات، معادلات دیفرانسیل پایداری و معادلات خمش ورق به دست می آیند، در ادامه به کمک این معادلات و استفاده از روش گالرکین، خمش وکمانش ورق مورد نظر محاسبه می شود. بار کمانش برای انواع ضریب تخلخل محاسبه شده است که مشاهده می شود با افزایش ضریب تخلخل، بار بحرانی کمانش کاهش می یابد. همچنین توزیع تنش و خیز در تحلیل خمشی ورق بدست آمده است. جهت صحت سنجی نتایج خمش و کمانش ورق مورد نظر، نتایج باورق همگن در تئوری کلاسیک مقایسه شده است.
    کلید واژگان: ماده متخلخل, ورق دایره ای, خمش, کمانش الاستیک, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول}
  • فاطمه سوهانی، حمیدرضا ایپکچی
    در این مقاله معادلات حاکم بر ارتعاش تیر با خیز نسبتا زیاد به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استخراج شده است. این معادلات یک دستگاه معادله دیفرانسیل جزئی غیر خطی با ضرایب ثابت است که به یکدیگر کوپل هستند. پس از بی بعد سازی معادلات، از تئوری اغتشاشات برای تعیین فرکانس های طبیعی تیر و بار کمانش آن استفاده شده است. با انجام مطالعه پارامتری، اثر خواص مکانیکی و هندسی و همچنین تاثیر کرنش نرمال عرضی و بار محوری بر فرکانس طبیعی بررسی شده است. برخی از نتایج به دست آمده بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول، هماهنگ با تئوری متداول تیرها بوده و برخی دیگر نیز نتایج متفاوتی را پیش بینی می کنند. فرمول بندی ارائه شده علاوه بر تعیین فرکانس های حرکت عرضی، می تواند فرکانس های حرکت محوری را نیز تعیین کند. فرکانس های طبیعی و بار کمانش با روش اجزای محدود و با به کارگیری المان های یک بعدی و سه بعدی تعیین و با نتایج تحلیلی مقایسه گردیده است.
    کلید واژگان: تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول, تحلیل فرکانسی, بار کمانش, تئوری اغتشاشات, خیز نسبتا زیاد}
    Fatemeh Sohani, Hamidreza Eipakchi
    In this paper, the governing equations for a vibratory beam with moderately large deflection are derived using the first order shear deformation theory. These equations which are a system of nonlinear partial differential equations with constant coefficients are solved analytically with the perturbation technique and the natural frequencies and the buckling load of the system are determined. A parametric study is performed and the effects of the geometrical and material properties on the natural frequency and buckling load are investigated and the effect of normal transverse strain and axial load on natural frequency are examined. Some results based on the first order shear deformation theory are consistent with classic theories of beams and some yield different results. Formulation presented to calculate the transverse frequency, determines the axial frequency too. Also, the natural frequencies and buckling load are calculated with the finite elements method by applying one and three-dimensional elements and the results are compared with the analytical solution.
    Keywords: First order shear deformation theory, Frequency analysis, Buckling load, Perturbation technique, Moderately large deflection}
  • منصور درویزه، ابوالفضل درویزه، رضا انصاری، الهام کاظمی
    در این مقاله به بررسی کمانش الاستیک پوسته های مرکب با سطح مقطع بیضی با چیدمان صفر و نود درجه که تحت بار محوری فشاری هستند، پرداخته می شود. روش حل بر مبنای اجزا محدود، براساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول اتخاذ شده است. یک المان هشت گره ای برای به دست آوردن رفتار الاستیکی پوسته بیضوی در نظر گرفته شده است. کرنشها بر اساس جابه جایی ها در مختصات محلی پوسته به دقت محاسبه شده و کار انجام شده توسط بار اعمالی به سازه، در نظر گرفته شده است. معادلات تعادل با استفاده از حداقل کردن انرژی پتانسیل به دست آمده اند و با استفاده از روش صفر کردن دترمینان ماتریس سیستم، حل شده اند. اثر تغییر پارامتر سطح مقطع بیضی (نسبت شعاع بزرگ به شعاع کوچک بیضی) بر روی بار کمانش بحرانی پوسته استوانه بیضوی بررسی شده است. نتایج موید این مطلب است که تغییر در پارامتر سطح مقطع بیضی می تواند به طور محسوسی بار کمانش بحرانی را تغییر دهد.
    کلید واژگان: پوسته های مرکب, بار کمانش بحرانی, المان محدود, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول, سطح مقطع بیضی شکل}
    Mansour Darvizeh, Abolfazl Darvizeh, Reza Ansari, Elham Kazemi
    In the present research, the elastic buckling of composite cross-ply elliptical cylindrical shells under axial compression is studied through finite element approach. The formulation is based on shear deformation theory and the serendipity quadrilateral eight-node element is used to study the elastic behavior of elliptical cylindrical shells. The strain-displacement relations are accurately accounted for in the formulation in local coordinate system. The contributions of the work done by applied load are also incorporated. The obtained governing equations by the principle of minimum potential energy is solved through eigenvalue approach. The influence of elliptical cross-sectional parameters on the critical buckling loads of elliptical cylindrical shells is examined .Results show that changes in the elliptical cross-sectional parameters significantly change critical buckling loads of the elliptical cylindrical shells.
    Keywords: Composite shells, Critical buckling load, finite element, First order shear deformation, Elliptical cross, section}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال