تحليل ارتعاشات اجباري ورق ضخيم مستطيلي هدفمند بر اساس تئوري مرتبه بالاتر تغيير شكل برشي و قائم

Forced Vibration Analysis of Thick Functionally Graded Rectangular Plate Based on the Higher-order Shear and Normal Deformable Theory

در اين مقاله، تحليل ارتعاشات اجباري حالت ماندگار ورق هاي مستطيلي ساخته شده از مواد هدفمند همسانگرد و همسانگرد عرضي بررسي شده است. بر پايه تئوري جديد مرتبه بالاتر تغيير شكل برشي و قائم كه توسط باترا و ويدولي ارائه شده است، معادلات حاكم با استفاده از اصل كار مجازي به دست ميآيند. در اين تئوري هر دو اثر تغيير شكل برشي و قائم در راستاي ضخامت لحاظ ميشود. همچنين، خيز ورق در امتداد ضخامت ثابت درنظر گرفته نمي شود. براي بيان خواص مكانيكي مواد هدفمند در راستاي ضخامت از تابع تواني، استفاده شده است. نتايج عددي براساس تئوري مرتبه اول تا پنجم تغيير شكل برشي و قائم در قالب جدول ها و نمودارها بيان شدهاند. اثر خواص مواد هدفمند و پارامترهاي هندسي ورق روي خيز و تنش ها مورد بررسي قرار گرفته است. اين بررسي نشان مي دهد كه اين تئوري نه تنها براي ورق هاي نازك و نيمه ضخيم، بلكه براي ورق هاي ضخيم نيز نتايج بسيار دقيقي ميدهد.

In this paper, forced vibration steady analysis of thick functionally graded isotropic and transversely isotropic rectangular plates has been investigated. Based on the higher-order shear and normal deformable plate theory which was introduced By Batra and Vidoli, the governing equations are obtained using the principle of virtual work. In this theory, both shear and normal deformation effects in the thickness direction are considered. Also, the deflection of the plate along the thickness is not constant. A power law distribution is used to describe the mechanical properties of the functionally graded materials through the thickness. The numerical results have been presented for first to fifth order shear and normal deformable theory in tables and diagrams. The effects of functionally graded material properties and the geometric parameters of the plate on deflection and stresses have been studied. This investigation is shown that this theory gives accurate results not only for thin and moderately thick plates, but also for functionally graded thick plates.