تحلیل کمانش تیر تیموشنکو با مقطع متغیر از جنس تابعی تحت بار محوری گسترده و متمرکز به روش تربیع دیفرانسیل

این مقاله به تحلیل کمانش تیرهای گوه ای با پهنای ثابت و ضخامت متغیر و ساخته شده از مواد مدرج تابعی دو بعدی پرداخته است. فرض بر آنست که تیر از ترکیب فلز با سرامیک ساخته شده باشد، بطوریکه کسر حجمی هر یک از آنها در راستای طول تیر و همچنین در راستای ضخامت آن بر اساس توابع توانی تغییر کند. همچنین فرض می شود که تیر بطور همزمان تحت اثر نیروهای محوری متمرکز و گسترده قرار دارد. معادلات حاکم و شرایط مرزی با استفاده از اصل انرژی پتانسیل کمینه استخراج گردیده و سپس با استفاده از روش تربیع دیفرانسیلی برای تیری با شرایط مرزی یک سر گیردار حل شده اند. پس از تایید همگرایی و صحت تحلیل ارائه شده، تاثیر مشخصات گوناگون بر روی مقدار بار بحرانی تیر در هر دو حالت تیر تحت بار متمرکز و تیر تحت بار گسترده بر واحد طول بررسی شده اند که از آن جمله می توان به مشخصات هندسی تیر، ایندکس های توانی در تغییرات خواص در هر دو راستای طول و ضخامت و همچنین چگونگی تغییرات ضخامت تیر اشاره کرد. تحلیل کمانش تیر در صورت اعمال همزمان بارهای نقطه ای و گسترده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در تحلیل کمانش تیر تحت بار گسترده سه الگوی توزیع برای بار در نظر گرفته شده اند که شامل توزیع خطی، درجه دو و نمایی است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که در بین الگوهای بررسی شده برای توزیع بار گسترده بیشترین مقدار بار بحرانی متعلق به توزیع خطی است و کمترین مقدار بار بحرانی متعلق به توزیع نمایی بار است.

Keywords:

Buckling , Distributed load , Tapered beam , Two-dimensional functionally graded materials , کمانش , بار گسترده , تیر گوه ای , مواد مدرج تابعی دو بعدی