تحليل استاتيكي خمش و كمانش تير متخلخل تابعي با استفاده از تئوري برشي مرتبه اول

در اين مقاله خمش و كمانش استاتيكي ناشي از توزيع‌هاي متفاوت تخلخل تابعي بر اساس نظريه تير تيموشينكو بررسي شده است. مدول الاستيسيته و چگالي جرمي با توجه به دو الگوي توزيع تخلخل مشخص در جهت ضخامت در نظر گرفته شده است. سيستم معادلات ديفرانسيل جزئي حاكم بر رفتار كمانش و رفتار خمشي، از اصل هميلتون به‌دست‌آمده‌ است و براي محاسبه بارهاي بحراني كمانش و انحناي خمش عرضي، روش ريتز به كار برده ‌شده است. جهت اعتبارسنجي روش و نتايج ارائه‌شده اين پژوهش، مقايسه نتايج بدست آمده با نتايج ارائه‌شده در مراجع و مقالات معتبر و مدل‌سازي المان محدود صورت گرفته است. يك مطالعه پارامتري براي بررسي اثرات ضريب تخلخل و نسبت لاغري بر كمانش و خواص خمشي تيرهاي متخلخل داراي تكيه‌گاه مفصلي در دو طرف تير، انجام‌شده است. همچنين تأثير توزيع متفاوت تخلخل بر عملكرد ساختاري بررسي شده تا به بينش‌هاي مهمي در طراحي اين نوع تير، براي دستيابي به مقاومت كمانش و رفتار خمشي مورد نظر دست يافته شود. طبق نتايج مطالعه پارامتري، با افزايش ضريب تخلخل و نسبت لاغري، بار بحراني كمانش و ميزان خمش افزايش مي‌يابد. فوم‌هاي فلزي يا استفاده از روش‌هاي ساخت افزايشي در سال‌هاي اخير استفاده و كاربرد نتايج حاصل از اين تحقيق را بيشتر كرده است. از جمله كاربردهاي تحقيق حاضر استفاده از اين نوع مواد متخلخل جهت داربست ترميم استخوان  را مي‌توان نام برد.