Static, dynamic and free vibration analysis of functional graded porous plates based on first-order shear deformation theory

محورهای موضوعی : Smart & Advanced Materials

کامران عاصمی ¹ , سعید خبری ² , مسعود بابایی ³

1 - استادیار، فنی مهندسی، گروه مکانیک، دانشگاه آزاد تهران شمال، تهران، ایران
2 - کارشناس ارشد مکانیک دانشگاه ازاد واحد تهران شمال
3 - گروه فنی مهندسی دانشگاه ایوانکی ، مربی

تاریخ دریافت : 1400/10/17 تاریخ پذیرش : 1400/10/17 تاریخ انتشار : 1399/09/11

کلید واژه: Dynamic Analysis, Finite Element Method, FSDT, Functionally graded, Porous plate,

چکیده مقاله :

in this study, static, dynamic and natural frequency responses of the functionally graded saturated porous plate have been investigated. Two types of distributions including symmetric nonlinear distribution of porosity and asymmetric nonlinear distribution of porosity in the thickness direction of the plate have been considered. First-order shear deformation theory (FSDT) and Lagrange method are used to model the problem. Finite element and Newmark direct integration methods are used to solve the governing motion equations in time and space domains, and then the effect of different parameters such as porosity and Skempton coefficients, and two different types of porosity distribution, length to thickness ratio and boundary conditions on static and time responses, and natural frequencies of functionally graded saturated porous plate have been investigated. Results show that by increasing the Skempton coefficient will always reduce the displacement and amplitude of vibration . Also, increasing the porosity coefficient will increase the displacement

چکیده انگلیسی:

در این پژوهش، پاسخ استاتیکیT دینامیکی و ارتعاش آزاد ورق متخلخل اشباع مدرج تابعی مورد بررسی قرار گرفته است. دو نوع توزیع شامل توزیع غیرخطی نامتقارن تخلخل و توزیع غیرخطی متقارن تخلخل در راستای ضخامت ورق در نظر گرفته‌شده است. برای تحلیل، از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول ورق استفاده ‌شده است. برای بیان معادلات حرکت از معادله لاگرانژ و برای حل روابط حاکم بر مسئله در حوزه زمان و مکان از روش عددی اجزا محدود و روش انتگرالگیری مستقیم نیومارک استفاده ‌شده و سپس تأثیر پارامترهای مختلف از جمله، ضریب تخلخل و ضریب اسکمپتون و دو نوع توزیع مختلف تخلخل، نسبت طول به ضخامت و شرایط مرزی مختلف بر توزیع خیز استاتیکی و گذرا و همچنین فرکانس‌های طبیعی ورق متخلخل اشباع مدرج تابعی مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می‌دهند که افزایش ضریب اسکمپتون همواره سبب کاهش خواهد شد، درحالی‌که افزایش ضریب تخلخل باعث افزایش جابه‌جایی خواهد شد.