تحلیل غیر خطی رفتار دینامیکی و کمانش پوسته های استوانه ای پیزو اف.جی.ام جدارضخیم با استفاده از تئوری سه بعدی الاستیسیته
Abstract
پوسته های استوانه ای بدلیل کاربرد بسیار زیاد در صنایع مختلف، یکی از سازه هایی می باشد که از دیرباز جهت طراحی صحیح و استفاده مطمئن مورد توجه محققین قرار گرفته است و با توجه به نیاز صنایع، مواد مختلفی جهت ساخت این سازه ها استفاده می شود که اخیرا مواد با تابع هدفمند بدلیل خواص مطلوب مکانیکی که مهمترین آن مقاومت بالای حرارتی می باشد، قابلیت جایگزینی با مواد رایج در صنایع مختلف را دارد که لازمه آن شناسایی رفتار مکانیکی پوسته های استوانه ای با تابع هدفمند می باشد. با مروری بر تحلیلهای انجام شده روی پوسته های استوانه ای مشاهده می شود که اکثرکارهای ارائه شده با استفاده از تئوریهای ساده شده پوسته ها انجام شده و در نتیجه جوابهای حاصل شده از دقت بالایی برخوردار نمی باشد، بطوریکه در خصوص پوسته های جدار ضخیم این موضوع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. از طرفی دیگر، اکثر کارهای ارائه شده جهت تحلیل پوسته های استوانه ای با تابع هدفمند شامل پوسته های با تابع هدفمند یک بعدی بوده که امکان کنترل خواص مکانیکی آنها با تغییر کسر حجمی فقط در یک بعد و اکثرا در جهت ضخامت امکانپذیر می باشد، در حالیکه امروزه با ارائه مواد با تابع هدفمند چند بعدی شرایط طراحی پوسته های استوانه ای با تابع هدفمند دو بعدی در جهت محوری و شعاعی فراهم شده است. با توجه به مطالب ذکر شده اهمیت بررسی دقیق رفتار مکانیکی پوسته های استوانه ای با تابع هدفمند دو بعدی با استفاده از تئوری سه بعدی الاستیسیته جهت استفاده در صنایع مختلف کاملا مشخص می باشد که در رساله حاضر در سه بخش تحلیل کمانشی، دینامیکی و رفتار غیرخطی مادی پوسته های استوانه ای جدار ضخیم با تابع هدفمند دو بعدی ارائه شده است. تحلیل ارتعاشات آزاد با بررسی کسرهای حجمی ماده با تابع هدفمند در جهات شعاعی و محوری، شرایط مختلف مرزی روی فرکانسهای طبیعی و مدهای ارتعاشی انجام شده است. تعیین بار بحرانی فشاری خارجی با بررسی تاثیر دما، کسرهای حجمی و شرایط مرزی، بار بحرانی حرارتی با بررسی ولتاژ محرک پیزوالکتریک و کسرهای حجمی انجام شده است. بررسی رفتار غیر خطی مادی پوسته های استوانه ای جدار ضخیم با تابع هدفمند دو بعدی با مدل الاستیک-پلاستیک خطی و با استفاده از معیار تسلیم ون مایزز، قانون جریان پرانتل-رس و قانون سخت شوندگی ایزوتروپیک برای اولین بار در کار حاضر ارائه شده است. معادلات حاکم در هر سه بخش مذکور با استفاده از روش بدون المان با میانیابی شعاعی نقطه ای حل شده است. نتایج حاصل شده با نتایج ارائه شده در کارهای مختلف مقایسه شده است.