عنوان :
كمانش يك‌طرفه‌ي گرمايي صفحهي دايره‌اي هدفمند داراي لايه‌ي پيزوالكتريك مدرج تابعي به‌همراه تكيه‌گاه نقطه‌اي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 109ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
عليرضا شهيدي ريزي، مجتبي ازهري
توصيفگر ها :
كمانش گرمايي , ورق دايره‌اي , مدرج تابعي , تكيه‌گاه نقطه‌اي , بستر صلب , تئوري كلاسيك ورق , پيزوالكتريك
استاد داور :
مهدي سلماني تهراني، مهدي جوانبخت
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/03/09
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/03/10
چكيده فارسي :
در اين پژوهش به تحليل كمانش گرمايي ورق دايره‌اي تحت افزايش دماي يكنواخت پرداخته شده‌است و فرض بر اين است كه تغيير دما اثري بر خواص ماده ندارد. ورق دايره‌اي مورد نظر در اين پژوهش از نوع مدرج تابعي است به‌گونه‌اي كه خواص در راستاي ضخامت از سراميك آلومينا به فلز آلومينيوم مطابق با قانون تواني تغيير مي‌كند. همچنين براي از بين بردن درهم‌گيرش غشايي ـ خمشي موجود در ورق مدرج تابعي از تئوري صفحهي خنثي استفاده شده‌است. ورق با استفاده از تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي در داخل و خارج صفحه مقيد گرديده است. تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي با روش ضرايب لاگرانژ در معادلات اعمال گرديده است. كمانش ورق در سه حالت بدون بستر، همراه با بستر يك‌طرفه و دوطرفه مورد بررسي قرار گرفته‌است. براي مدل‌سازي بستر يك‌طرفه از شبكه‌ي فنرهاي داراي سختي يكسان استفاده شده‌است. بستر يك‌طرفه با روش تكرار ساده در معادلات اعمال گرديده است. معادلات حاكم بر حل‌هاي درون صفحه و برون صفحه در مختصات قطبي و بر اساس فرضيات تئوري كلاسيك ورق با اعمال روش ريلي ـ ريتز استخراج شده و انتگرال‌هاي دوگانه‌ي موجود در معادلات با انتگرال‌گيري عددي به روش گاوس محاسبه گرديده‌است. همچنين در اين پژوهش اثر لايه‌هاي پيزوالكتريك مدرج تابعي بر كمانش گرمايي ورق دايره‌اي مدرج تابعي مورد بحث قرار گرفته‌است. لايه‌هاي پيزوالكتريك در نقش محرك در نظر گرفته شده و به آن‌ها ميدان الكتريكي يكنواخت اعمال مي‌شود. تمام معادلات با كدنويسي در نرم‌افزار متلب حل شده است. با بررسي نتايج مشخص مي‌شود كه با تغيير در چيدمان و تعداد تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي مي‌توان تكيه‌گاه‌هاي ساده و گيردار را مدل‌سازي كرد. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش سختي بستر باعث افزايش دماي بحراني مي‌شود كه اين روند در بستر يك‌طرفه تا صلب شدن بستر ادامه خواهد داشت و پس از آن دماي بحراني ثابت مي‌ماند. همچنين با توجه به نتايج مي‌توان دريافت كه وجود لايه‌هاي پيزوالكتريك حتي بدون اعمال ولتاژ باعث افزايش دماي بحراني مي‌شود. با اعمال ولتاژ مثبت به لايه‌هاي پيزوالكتريك، كمانش ورق به تاخير و با اعمال ولتاژ منفي به آن‌ها كمانش به تعجيل خواهد افتاد.
چكيده انگليسي :
This research investigates the thermal buckling of a circular plate under a uniform temperature increase. The circular plate in this research is a functional graded type in such a way that the properties change in thickness from alumina ceramic to aluminum metal according to the power-law. Neutral plane theory has also been used to eliminate the membrane-flexural entanglement in the functional graded plate. The plate is bound using point supports inside and outside the plane and by changing the arrangement and number of point supports, simply support and clamped are modeled. It should be noted that point supports have been applied to the equations by the Lagrange multiplier method. The buckling of the plate has been investigated in three cases without a foundation, with a one-sided and two-sided foundation. A network of springs with the same stiffness has been used to model the one-way foundation. The one-way foundation has been applied by the simple iteration method in the equations. The equations governing the in-plane and out of plane solutions in polar coordinates and based on the assumptions of the classical plate theory have been extracted by applying the Rayleigh-Ritz method. Also, the dual integrals in the equations have been calculated by numerical integration by the Gaussian method. Also in this research, the effect of functionally graded piezoelectric layers on the thermal buckling of a functionally graded circular plate is discussed. Piezoelectric layers are considered as actuator and a uniform electric field is applied to them. All equations have been solved by coding in MATLAB software. Examining the results, it is clear that by changing the arrangement and number of point supports, simple and trapped supports can be modeled. The results show that increasing the stiffness of the bed increases the critical temperature, which continues in the one-way foundation until the foundation rigid, after which the critical temperature remains constant. According to the results, it can be seen that the presence of piezoelectric layers, even without applying voltage, increases the critical temperature. By applying a positive voltage to the piezoelectric layers, the buckling of the plate will be delayed and by applying a negative voltage to them, the buckling will be accelerated.
استاد راهنما :
عليرضا شهيدي ريزي، مجتبي ازهري
استاد داور :
مهدي سلماني تهراني، مهدي جوانبخت
