پديد آورنده :
اكبري زياري، محمدرضا
عنوان :
تحليل عددي كمانش گرمايي ورق مستطيلي مدرج تابعي با تكيه‌گاه نقطه‌اي و داراي لايه‌ي پيزوالكتريك مدرج تابعي بر روي بستر با قيد فشاري
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
[نه]، [109]ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
عليرضا شهيدي، مجتبي ازهري
توصيفگر ها :
ورق مدرج تابعي , تكيه‌گاه نقطه‌اي , روش ريلي‌ـ‌ريتز , كمانش گرمايي يك‌طرفه , بستر با قيد فشاري , پيزوالكتريك
استاد داور :
مهدي سلماني تهراني، محسن اصفهانيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/05/03
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/05/04
چكيده فارسي :
در اين پايان‌نامه به تحليل كمانش گرمايي يك‌طرفه‌ي ورق مستطيلي مدرج تابعي همراه با لايه‌هاي پيزوالكتريك مدرج تابعي كه در معرض افزايش دماي يكنواخت و پتانسيل ثابت در راستاي ضخامت قرار گرفته است، پرداخته مي‌شود. بستر الاستيك موجود فقط قادر به واكنش در مقابل فرو‌روي ورق به داخل آن‌را دارد و در اثر دور شدن ورق از آن، هيچ واكنشي نشان نمي‌دهد. به‌علت عدم وجود رفتار كششي بستر، رفتار كمانشي ورق غيرخطي مي‌شود. بستر موجود در سيستم، به‌عنوان شبكه‌اي گسسته از فنرهاي مجزا تشكيل شده است. براي شبيهسازي تكيه‌گاه‌هاي ساده و گيردار از تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي استفاده شده است. چون از تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي براي شبيهسازي تكيه‌گاه‌هاي ساده و گيردار استفاده شده است، مي‌توان آن‌ها را با فاصله‌هاي متفاوتي از لبه‌ي ورق قرار داد. هم‌چنين براي گيردار كردن ورق در داخل سطح از تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي نيز استفاده شده است. از آن‌جا كه ورق مورد نظر مدرج تابعي است، در راستاي ضخامت، خواص آن تغيير مي‌كند. براي شبيهسازي اين خواص از مدل تواني يا ردي استفاده شده است. خواصي كه در راستاي ضخامت تغيير مي‌كنند، عبارتند از: مدول يانگ، مدول برشي و ضريب انبساط گرمايي. نسبت پواسون به‌علت تغيير بسيار جزيي كه دارد، از شبيهسازي آن به‌واسطه‌ي مدل تواني، چشم‌پوشي شده است. دو لايه‌ي پيزوالكتريك به‌كار رفته همانند ورق مياني، از جنس مدرج تابعي هستند. چون از پيزوالكتريك‌ها به‌عنوان عمل‌گر استفاده مي‌شود، با اعمال اختلاف پتانسيل به آن‌ها مي‌توان از كمانش جلوگيري كرد يا باعث كمانش الكتريكي در سيستم شد. به‌عبارت ديگر اختلاف پتانسيل اعمالي به پيزوالكتريك‌ها باعث ايجاد نيروي الكتريكي فشاري يا كششي، بسته به جهت قطبش پيزوالكتريك‌ها مي‌شود. به‌دليل اين‌كه ورق مدرج همراه با پيزوالكتريك‌ها در معرض گرما قرار مي‌گيرند، هر نقطه از ورق داراي تنش فشاري متفاوتي مي‌شوند. براي به‌دست آوردن تنش فشاري هر نقطه، بايد ابتدا حل داخل سطح انجام گردد و پس از آن سفتي خمشي ورق را به‌دست آورد. براي به‌دست آوردن شاخص‌هاي گفته شده از روش ريلي‌ـ‌ريتز استفاده مي‌شود كه يك روش ضعيف براي حل مساله‌هاي عددي محسوب مي‌شود. تابع شكل‌هايي كه براي درون سطح و برون سطح ورق استفاده مي‌شوند، چندجمله‌اي هستند. براي بررسي ورق نازك مدرج تابعي از نظريه‌ي كلاسيك ورق‌ها استفاده شده است كه از آن ميدان جابه‌جايي ورق به‌دست مي‌آيد. سرانجام تاثير تعداد تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي متفاوت، فاصله‌ي تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي از لبه‌ي ورق هم‌چنين تعداد تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي براي گيردار كردن ورق، در داخل صفحه و به صفر رساندن نيروي برشي، اثر شاخص تواني بر روي كمانش گرمايي، اثر بستر يك‌طرفه بر دماي بحراني، تاثير اختلاف پتانسيل‌هاي مختلف، نسبت ضخامت ورق پيزوالكتريك به ضخامت لايه‌ي مياني و هم‌چنين اثر بستر يك‌طرفه بر شرايط مرزي متفاوت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش تعداد تكيه‌گاه‌هاي نقطه‌اي دماي بحراني ورق افزايش مي‌يابد. از طرفي با افزايش فاصله‌ي تكيه‌گاه‌ها در شرايط مرزي محتلف دماي بحراني تا فاصله‌ي خاصي افزايش و پس از آن كاهش مي‌يابد. زماني كه شاخص تواني در كمترين مقدار خود قرار مي‌گيرد، دماي بحراني بيشترين مقدار را دارد. بستر يك‌طرفه مي‌تواند با سفتي مناسبي كه پيدا مي‌كند به‌عنوان يك بستر صلب شبيهسازي شود كه بيشترين اثر بستر صلب بر روي تكيه‌گاه ساده است.
چكيده انگليسي :
In this study the unilateral thermal buckling of point restrained rectangular functionally graded plate with functionally graded piezoelectric layers subjected to uniform temperature and constant potential through the thickness presented. The elastic foundation only reacts to the sinking of the plate inside. Due to lack of foundation tensile behavior, buckling becomes nonlinear. Foundation is composed of discrete springs. Point supports have been used to model simple and clamped supports. Point supports have been used to clamped the inplane. Because the plate is of the type functionally graded, properties change through the thickness. For modeling properties. Reddy model is used to model these properties. functionally graded piezoelectrics are type of PZT_4 and PZT_5H. Because piezoelectrics are actuator, they are subject to potential differences, to prevent buckling or cause electrical buckling. because FGM substrate and FGP layers subjected to uniform thermal, each point of the plate has a different compressive stress. To determine the compressive stress at any point on the plate, The solution inplane must be done first and the matrix achieved bending stiffness. To formulate problem classical plate theory in conjunction with element _ free Riley Ritz method. The displacement field in out of plane and in _ plane is approximated of polynomial Khayyam. The thermal buckling behavior of functionally graded rectangular plates that contain are investigated, as are the influence of the volume fraction power, boundary conditions, foundation coefficient with compression constraint, effect of different voltages and the ratio of piezoelectric thickness to the thickness of the substrate and number of different point supports.
استاد راهنما :
عليرضا شهيدي، مجتبي ازهري
استاد داور :
مهدي سلماني تهراني، محسن اصفهانيان
