توصيفگر ها :
توابع پايه متعادل شده , نانوورق , تئوري الاستيسيته غيرمحلي , گراديان كرنش , تئوري كلاسيك صفحات , كامپوزيت لايه اي , كامپوزيت مدرج تابعي
چكيده فارسي :
هدف از اين پژوهش، مدل¬سازي و تحليل خمش، كمانش و ارتعاش آزاد نانوورقهاي مركب لايه¬اي و مدرج تابعي با استفاده از روش مرزي توابع پايه متعادلشده ميباشد. تئوري پايه در نظرگرفته شده براي استخراج روابط ورق، تئوري كلاسيك صفحات (تئوري كيرشهف) ميباشد. از آن¬جا كه ابعاد ورقهاي مورد نظر در مقياس نانومتري است، نميتوان از تئوري الاستيسيته كلاسيك استفاده نمود بنابراين بايد تئوري در نظر گرفته شده شامل تأثير اندازه بر توزيع تنش باشد. در اين تحقيق از تئوري گراديان كرنش غيرمحلي استفاده شده است، كه شامل تأثير توأم تئوري¬هاي گراديان كرنش و تئوري الاستيسيته غيرمحلي مي¬شود. در اين تحقيق براي نخستين بار، با توسعه فرم تغييراتي معادلات حاكم بر نانوورق¬هاي مركب، همراه با تأثير توأم اثرات درون¬صفحه و عرضي ورق، شكل صحيح و كامل معادلات مشتق جزئي تعادل و شرايط مرزي متناظر آن استخراج مي¬شود. در ابتدا دوازده شرط مرزي مختلف از انتگرال انرژي حاصل مي¬شود، اما با اعمال قانون استوكس، تعداد شروط مرزي مستقل به هفت شرط كاهش پيدا خواهد كرد. پس از استخراج معادلات، براي حل آن¬ها يك روش مرزي ساده با قابليت اعمال فرم دقيق شرايط مرزي، تحت عنوان روش توابع پايه متعادلشده توسعه داده خواهد شد. در اين روش از اعمال انتگرال وزني معادلات حاكم استفاده ميشود، به طوري كه توابع وزن اعمالي از جنس توابع نمايي در مختصات گوسي هستند. توابع پايه براي تقريب اوليه پاسخ جابجايي نانوورق از نوع چندجملهايهاي چبيشف نوع اول ميباشند. پس از اعمال صورت انتگرال وزني، تركيباتي از اين توابع به دست مي¬آيند كه مي¬توانند صورت همگن معادلات ديفرانسيل را برآورده ميكنند، لذا روش ميتواند در رده روشهاي ترفتز قرار بگيرد. براي تحليل مسائل مقدار ويژه، ابتدا شرايط مرزي بر سري پاسخ اعمال مي¬شود تا تركيبات مختلفي كه قادر به برقراري آن¬ها هستند به دست آيد؛ سپس معادلات در دو بخش شامل معادلات تعادل و معادلات مقدار ويژه به حاصل اعمال مي¬گردند. مشاهده ميگردد كه جوابهاي حاصل از روش تحقيق، تطابق بسيار خوبي با معيارهاي موجود دارد. در نهايت، تحليل برخي مسائل به منظور استفاده توسط ساير محققين ارائه خواهد شد.
چكيده انگليسي :
The purpose of this research is to model and analyze bending, buckling and free vibration of composite nanoplates using the equilibrated basis function method. The basic theory considered for the plate relationships is the classical plate theory (Kirchhoff’s deformation theory); of course, since the dimensions of the plates in the research are in the nanoscale, the classical elasticity theory cannot be used. Therefore, the theory considered must include the effect of size on the stress distribution. In this research, the nonlocal elasticity theory has been used in two forms: strain gradient for the bending problem and nonlocal strain gradient for the buckling and free vibration problems. After extracting the problem equations, the equilibrated basis functions method will be used to solve it. In this method, weighted integrals are used, and the weight functions of these integrals are exponential functions in Gaussian coordinates. Also, the basis functions of these integrals are of Chebyshev polynomials of the first kind. These functions satisfy the homogeneous form of the differential equations of the problem and therefore, it can be classified as Trefftz methods. Finally, the bending, buckling and free vibration problems of multilayer and FG nanoplates will be investigated, and the method relations will be developed for them. In the first part of this research, the governing equilibrium equations for solving the bending, buckling, and vibration problems of nanoplates, as well as the boundary conditions, are extracted based on the aforementioned theories. The idea and innovation used in this research is in the boundary conditions section. In this section, twelve boundary conditions are extracted, but their use prolongs the problem-solving process and creates complexity and difficulty during problem-solving, so by using this idea, these conditions are reduced to seven. Then, in the next section, several examples from reputable references are presented and examined to verify the validity of the proposed method. In the final section, the obtained results are compared with the results of the aforementioned references. It is observed that the answers obtained from the research method are in very good agreement with the aforementioned references.