دانلود مقاله آنالیز ارتعاش اجباری تیرهای عمیق متخلخل هدفمند
چکیده
هدف این مطالعه بررسی آنالیز ارتعاش اجباری تیرهای عمیق متخلخل هدفمند تحت بار دینامیکی می باشد. ویژگی های مکانیکی تیرهای عمیق هدفمند در جهت ضخامت با تخلخل تغییر می کنند. نظریه های تیر در برآورده ساختن در محاسبه و شرایط مرزی تیرهای عمیق شکست می خورند. بنابراین، مدل پیوستگی جامد مسطح در محاسبه تیرهای عمیق به منظور به دست آوردن نتایج واقعی تر استفاده می شود. معادلات حاکم بر این مسائل با استفاده از روش هامیلتون به دست می آیند. در حل این مساله، روش المان محدود در مدل پیوستگی جامد مسطح استفاده می شود. تاثیرات پارامترهای تخلخل، توزیع ماده و مدل های تخلخل در پاسخ های ارتعاش اجباری تیرهای عمیق هدفمند بررسی و با اثرات تخلخل بحث می شوند. نتایج عددی نشان می دهند که تخلخل نقش بسیار مهمی در پاسخ های دینامیکی تیر عمیق هدفمند ایفا می کند. با انتخاب توزیع ماده هدفمند مناسب، اثرات منفی تخلخل می تواند کاهش یابد. استفاده از مدل پیوستگی جامد مسطح در مدل سازی تیرهای عمیق ضروری است.
1- مقدمه
در طول پردازش در ساخت مواد هدفمند، ریزحفره ها و تخلخل ها در بدنه ماده ناشی از مسائل فنی، عمل آوری یا محصولاتی با کیفیت ضعیف می توانند رخ دهند. مخصوصا، حفره ها در بخشی از سرامیک در مواد هدفمند غالبا رخ می دهند. مشخص شده است که تخلخل به صورت یک اندازه حفره ها تعریف می شود و کسری از حجم حفره-ها در حجم کل می باشد. حجم حفره ها روی حجم کل بین 0 و 1 تغییر می کند. تخلخل موضوع مهمی در رفتار مکانیکی ساختارها است چونکه مواد می توانند استحکام خودشان را بعد از یک نسبت تخلخل معین از دست دهند. بنابراین، درک رفتار مکانیکی عناصر ساختاری با تخلخل در طراحی ها مهم می باشد.
در مطالعه حاضر، ارتعاش اجباری یک تیر عمیق هدفمند تحت بار دینامیکی با اثر تخلخل مطالعه شد. در مقالات، توجه بسیار بیشتری به آنالیز ارتعاش ساختارهای تیر هدفمند داده شده است (چاکرابورتی و همکاران {1}، لو و چن {2}، آیدوگدو تاسکین {3}، یینگ و همکاران {4}، لی و همکاران {5} و غیره). اما، رفتارهای مکانیکی تیرهای عمیق هدفمند به طور گسترده بررسی نشده اند. در مقالات باز، مطالعات تیرهای عمیق هدفمند به صورت زیر هستند؛ صحرایی و سایدی {46} کمانش و ارتعاش تیرهای عمیق هدفمند را بررسی کردند. شهسیاه {47} و سبزیکار بروجردی و اسلامی {48} ناپایداری گرمایی پوسته های کروی تیر هدفمند را مطالعه کردند. کورتاران {49} انحراف های بزرگ تیرهای خمیده عمیق هدفمند را با استفاده از روش ربعی تفاضلی تعمیم یافته بررسی کردند. حسینی و رحمانی ]50[ ارتعاش نانوتیرهای خمیده عمیق هدفمند را با استفاده از روش ناویر در نظریه تیر تیموشنکو مطالعه کردند. یی و همکاران {51} ارتعاش سه بعدی (3D) تیرهای عمیق ساندویچ هدفمند را بررسی کردند. پاندیت و همکاران {52}انتشار موج لایه های هدفمند روی نیم فضای متخلخل را بررسی کردند.
4- نتیجه گیری
ارتعاش اجباری یک تیر عمیق هدفمند با اثر تخلخل تحت یک بار توزیع شده خارجی هارمونیک با استفاده از روش المان محدود بررسی می شود. در مدل سازی حل مساله، مدل پیوستگی جامد تکه ای مسطح پیاده سازی می-شود. اثرات پارامترهای تخلخل، توزیع ماده و مدل های تخلخل بر پاسخ های ارتعاش اجباری تیر عمیق هدفمند بررسی می شوند. از بررسی ها نتیجه های زیر به دست می آیند:
• تخلخل یک نقش مهمی در دینامیک تیر عمیق هدفمند دارد.
• با افزایش در پارامتر تخلخل a، اختلاف بین مدل های تخلخل به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
• استفاده از مدل پیوستگی جامد مسطح در مدل سازی تیرهای عمیق به منظور به دست آوردن نتایج واقعی تر ضروری می باشد.
• توزیع ماده نقش تعیین کننده ای در پاسخ های ارتعاش اجباری تیر عمیق هدفمند متخلخل ایفا می کند.
• با انتخاب پارامتر توزیع ماده مناسب، اثرات مخرب تخلخل می توانند کاهش یابند.
Abstract
The purpose of this study is to investigate forced vibration analysis of functionally graded porous deep beams under dynamically load. Mechanical properties of the functionally graded deep beam change in the thickness direction with porosity. The beam theories fail to satisfy in the calculation and the boundary conditions of deep beams. So, the plane solid continua model is used in the calculation of deep beams in order to obtain more realistic results. The governing equations of the problems are obtained by using the Hamilton procedure. In the solution of the problem, finite element method is used within the plane solid continua model. The effects of porosity parameters, material distribution and porosity models on the forced vibration responses of functionally graded deep beams are examined and discussed with porosity effects. Numerical results show that porosity plays very important role in the dynamic responses of the functionally graded deep beam. Choosing the suitable functionally graded material distribution, negative effects of the porosity can be decreased. It is necessary to use the plane solid continua model in modelling the deep beams.
1. INTRODUCTION
During the processing in the fabrication of functionally graded materials, it can occur micro-voids and porosities in the material body due to technically problems, curing or poor quality productions. Especially, the part of ceramic in the functionally graded materials occurs voids more frequently. It is known that the porosity is defined a measure of voids, and is a fraction of the volume of voids on the total volume. The volume of voids over the total volume varies between 0 and 1. The porosity is very important issue in the mechanical behavior of structures because materials can lose their strength after a certain porosity ratio. Therefore, understanding the mechanical behavior of structural elements with porosity is importance in designs.
In the present study, the forced vibration of a functionally graded deep beam under dynamically load studied with porosity effect. In the literature, much more attention has been given to the vibration analysis of functionally graded beam structures (Chakraborty et al. [1], Lu and Chen [2], Aydogdu and Taskin [3], Ying et al. [4], Li et al. [5], Azadi [6], Alshorbagy et al. [7], Fallah and Aghdam [8], Şimşek et al. [9], Akgöz and Civalek [10,11], Akbaş [12,13,14], Zahedinejad [15], Zamanzadeh et al. [16], Bourada et al. [17], Mohanty et al. [18], Ebrahimi et al. [19], Mohanty et al. [20], Satouri et al. [21], Ebrahimi and Dashti [22], Hadji and Bedia [23], Khan et al. [24], Bennai et al. [25], Jahwari and Naguib [26], Ebrahimi et al. [27], Akgöz and Civalek [28], Sayyad et al. [29], Bounouara et al. [30], Bouafia et al. [31], Hebali et al. [32], Meziane et al. [33], Mahi and Tounsi [34], Boukhari et al. [35], Besseghier et al. [36], Bellifa et al. [37], Akbaş [38,39,40,41], Bouderba et al. [42], Zidi et al. [43] , Bennoun et al. [44], Belabed et al. [45]). However, mechanical behaviors of functionally graded deep beams have not been broadly investigated. In the open literature, studies of functionally graded deep beams are as follows; Sahraee and Saidi [46] investigated buckling and vibration of functionally graded deep beams. Shahsiah vd. [47] and Sabzikar Boroujerdy and Eslami [48] studied thermal instability of functionally graded deep spherical shells. Kurtaran [49] investigated large deflections of functionally graded deep curved beams by using generalized differential quadrature method. Hosseini and Rahmani [50] studied vibration of functionally graded deep curved nanobeams by using Navier method within Timoshenko beam theory. Ye et al. [51] investigated three-dimensional (3D) vibration of functionally graded sandwich deep beams. Pandit et al. [52] investigated wave propagation of functionally graded layers over porous half-space.
4. CONCLUSIONS
Forced vibration of a functionally graded deep beam are investigated with porosity effect under a harmonic external distributed load by using the finite element method. In solution modeling of the problem, the plane piecewise solid continua model is implemented. The effects of porosity parameters, material distribution and porosity models on the forced vibration responses of the functionally graded deep beam are investigated. It is observed from the investigations, the main conclusions are as follows:
• The porosity has a very important role on the dynamic of the functionally graded deep beam.
• Increase in the porosity parameter a, the difference between the porosity models increases considerably.
• It is necessary to use the plane solid continua model in modelling the deep beams in order to obtain more realistic results.
• The material distribution plays determining role on the forced vibration responses of the porous functionally graded deep beam.
• Choosing the suitable material distribution parameter, harmful effects of the porosity can be decreased.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1- مقدمه
2- تئوری و فرمول بندی
3- نتایج عددی
4- نتیجه گیری
منابع
ABSTRACT
1. INTRODUCTION
2. THEORY AND FORMULATION
3. NUMERICAL RESULTS
4. CONCLUSIONS
REFERENCES
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه