تحلیل خمش ورق قطاعی حلقوی نازک بر روی بستر وینکلر غیرخطی تحت بارگذاری‌های یکنواخت و غیریکنواخت با استفاده از روش کانتروویچ توسعه یافته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، واحدپرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران

2 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحدپرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران

چکیده

در این مقاله، تحلیل خمش ورقی دایروی نازک به شکل یک قطاع دایروی (دارای شعاع داخلی و خارجی) از جنس ماده همگن و همسانگرد با شرایط مرزی مختلف در لبه‌های داخلی و خارجی شامل لبه‌های گیردار و ساده، تحت بارگذاری یکنواخت و غیر یکنواخت بر روی بستر وینکلر (الاستیک) غیرخطی مطالعه شده‌است. در این راستا، برای تحلیل خمشی ورق قطاعی نازک تحت بارگذاری یکنواخت و غیر یکنواخت به کمک ترکیب روش کانتروویچ توسعه یافته (EKM) و بهره‌گیری از روش باقیمانده وزنی، معادله دیفرانسیل پاره‌ای (PDE) از مرتبه چهار حاکم بر خمش ورق برحسب مختصات قطبی r و θ حل شده‌است. همچنین، برای صحت‌سنجی، خیز ورق با نتایج شبیه‌سازی انجام شده از روش المان محدود (FEM) و نتایج موجود در منابع در حالت‌های خاص مسئله، مقایسه و بررسی می‌گردد. در ادامه، اثر تغییر پارامترهای مختلف هندسی ورق، سفتی خطی و غیرخطی بستر وینکلر، شرایط مرزی مختلف و نوع بارگذاری‌های یکنواخت و غیر یکنواخت در شکل پاسخ خمشی خیز ورق مورد بررسی قرار می‌گیرند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kerr, A.D., An extension of the Kantorovich method, Quarterly of Applied Mathematics, Vol. 26, pp. 219-229,1968.
[2] Kerr A.D., An extended Kantorovich method for the solution of eigenvalue problems, International Journal of Solids Structures, Vol. 5, No. 6, pp. 559-572, 1969.
[3] Dalaei, M. and Kerr, A.D., Natural vibration analysis of clamped rectangular orthotropic plates, Journal of Sound Vibration, Vol. 189, No.3, pp. 399-406, 1996.
[4] Kim H.S., Cho, M. and Kim, G.I., Free-edge strength analysis in composite laminates by the extended Kantorovich method, Composite Structures, Vol. 49, No. 2, pp. 229-235, 2000.
[5] Aghdam M.M., Shakeri M., Fariborz S.J., Solution to the Reissner plate with clamped edges, ASCE Journal of Engineering Mechanics ,Vol. 122, No. 7, pp.679-682,1996.
[6] Yuan, S. and Jin, Y., Computation of elastic buckling loads of rectangular thin plates using the extended Kantorovich method, Computers and Structures, Vol. 66, No. 6, pp. 861-867, 1998.
[7] Fariborz, S.J. and Pourbohloul, A., Application of the extended Kantorovich method to the bending of variable thickness plates, Computers and Structures, Vol. 31, pp. 957-965, 1989.
[8] Yuan, S., Yan, J. And Williams F.W., Bending analysis of Mindlin plates by the extended Kantorovich method, ASCE Journal of Engineering Mechanics, Vol. 124, pp. 1339-1345, 1998.
[9] Salehi, M. and Turvery, G.J., Elastic large deflection response of annular sector plates-a comparison of DR finite difference, finite element and other numerical solutions, Computers and Structures, Vol. 40, No. 5, pp. 1267-1278, 1991.
[10] Harik, I.E., Analytical solution to orthotropic sector, Proceeding of ASCE Journal of Engineering Mechanics, Vol. 110, pp. 554-568, 1984.
[11] Cheung, M.S. and Chan M.Y.T., Static and dynamic analysis of thin and thick sectorial plates by the finite strip method, Computers and Structures, Vol. 14, No. 1, pp. 79-88, 1981.
[12] Aghdam M.M. and Falahatgar, S.R., Bending analysis of thick laminated plates using extended Kantorovich method, Computers and Structures, Vol. 62, No. 3, pp. 279-283, 2003.
[13] Ungbhakorn, V.and Singhatanadgid, P., Buckling analysis of symmetrically laminated composite plates by the extended Kantorovich method, Computers and Structures, Vol. 73, No.1, pp. 120-128, 2006.
[14] Aghdam, M.M., Mohammadi, M. and V. Erfanian, Bending analysis of thin annular sector plates using extended Kantorovich method, Thin-Walled Structures, Vol. 45, pp. 983-990, 2007.
[15] Shufrin, I, and Eisenberger, M., Vibration of shear deformable plates with variable thicknessfirst-order and higher-order analyses, Journal of Sound Vibration, Vol. 290, No. 1, pp.465-489, 2006.
[16] Alijani, F., Aghdam M.M. and Abouhamze, M., Application of the extended Kantorovich method to the bending of clamped cylindrical panels, European Journal of Mechanics-A/Solids, Vol. 27, No. 3, pp.378-388, 2007.
[17] Salehi, M and Shahidi, A., “Large deflection analysis of elastic sector Mindlin plates, Computers and Structures, Vol.52, No. 5, pp. 987-998, 1994.
[18] Turvey G.J. and Salehi M.D.R., Large deflection analysis of sector plates, Computers and Structures, Vol. 34, No. 1, pp. 101-112, 1990.
[19] Levinson, M., Free vibrations of a simply supported, rectangular plate: an exact elasticity solution, Journal of Sound and Vibration, Vol. 98, pp. 289-298, 1985.
[20] McGee, O.G., Huang, C.S., and Leissa, A.W., Comprehensive exact solutions for free vibrations of thick annular sectorial plates with simply supported radial edges, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 37, pp. 537-566, 1995.
[21] Xiang, Y., Exact vibration solutions for circular mindlin plates with multiple concentric ring supports, International Journal of Solids and Structures, Vol. 39, pp. 6081-6102, 2002.
[22] Xing, Y.F., and Liu, B., Exact Solutions for the free in-plane vibrations of rectangular plates, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 51, pp. 246-255, 2009.