کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5021821 1469376 2017 46 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Bifurcation of pressurized functionally graded elastomeric hollow cylinders
ترجمه فارسی عنوان
دوچرخه ای از سیلندرهای توخالی الاستومری تحت فشار عمودی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
رفتارهای مختلف دوختگی، از جمله لرزش محوری نامتقارن ناشی از رانش پایان، بیفکریت تحت فشار خارجی و انحراف بدون بارگذاری، سیلندر توخالی دایره ای نرم (یا پوسته استوانه ای) که از مواد الاستومری ناپایدار عملکردی طبقه بندی شده به صورت یکپارچه در نظر گرفته می شود. بر اساس نظریه الاستیک غیرخطی یک بدن پیوسته تغییر شکل پذیر تحت تغییر شکل بزرگ و تئوری افزایشی خطی برای یک تغییر شکل بی انتها کم، یک رویکرد کارآمد برای تجزیه و تحلیل باکلی توسعه داده شده و به سیلندر تحت تاثیر ترکیبی از محور محوری و داخلی / خارجی فشار. این بر مبنای فراملیسم حالت فضایی است که به طور طبیعی اجتناب از مشتقات ثابت های مواد لحظه ای، امکان پیاده سازی عددی راحت و دقیق را فراهم می کند. همراه با روش لایه گذاری، معادله مشخصه تحلیلی (یعنی معیار دوبعدی) که بر پایه خم شدن عمومی نامتقارن سیلندر مشتق می شود، مشتق می شود. سپس مطالعات پارامتری دقیق برای یک سیلندر توخالی با عملکرد نرم، با استفاده از یک مدل مونولی-رولین غیر متراکم انجام می شود. اثرات گرادیان مواد بر روی دوچرخه ای که ناشی از رانش پایان یا فشار خارجی است، از طریق نمونه های عددی مورد بحث قرار می گیرد. نه تنها این مطالعه یک ابزار کارآمد برای تحلیل انسداد سیلندرهای نرم فراهم می کند، برخی یافته هایی که منحصر به مواد ممتاز هستند نیز برجسته می شوند. در کل، به شدت ممکن است رفتار بلاتکلیفی پوسته های استوانه ای الاستومری نرم را با تنظیم ترکیب مواد و / یا تنظیم فشار بر روی سطوح سیلندر تنظیم کنید.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی (عمومی)
چکیده انگلیسی
Various bifurcation behaviors, including asymmetric axial buckling induced by end thrust, bifurcation under external pressure, and eversion without any loading, of a soft circular hollow cylinder (or cylindrical shell) composed of functionally graded incompressible elastomeric material are considered in a unified way. Based on the nonlinear elasticity theory of a deformable continuous body undergoing large deformation and the linearized incremental theory for a superimposed infinitesimal deformation, an efficient approach for buckling analysis is developed and applied to the cylinder subjected to a combination of axial end thrust and internal/external pressure. It is based on the state-space formalism, which naturally avoids the derivatives of instantaneous material constants, enabling a convenient and accurate numerical implementation. Along with the layerwise method, an analytical characteristic equation (i.e. the bifurcation criterion) governing the general asymmetric buckling of the cylinder is derived. Detailed parametric studies are then carried out for a pressurized soft functionally graded hollow cylinder using an incompressible Mooney-Rivlin material model. The effects of material gradient on bifurcation induced either by end thrust or external pressure are discussed through numerical examples. Not only does this study provide an efficient tool for buckling analysis of soft cylinders, some findings that are unique to a functionally graded material are also highlighted. All in all, it is found highly possible to tune the bifurcation behavior of soft elastomeric cylindrical shells by tailoring material composition and/or adjusting the pressures acting on the surfaces of the cylinder.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composites Part B: Engineering - Volume 109, 15 January 2017, Pages 259-276
نویسندگان
, , , ,