Modélisation du Flambement et de La Vibration des Poutres FGM par Les éléments Finis

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Pour évaluer les comportements de vibration libre et de stabilité des poutres épaisses à gradient de propriétés (FG) avec et sans porosité, cette étude doctorale propose un nouveau modèle élément fini quasi-3D. Le modèle est basé sur une théorie avancée de cisaillement et de déformation normale précise, simple et efficace pour les poutres FG et/ou la présence de porosités. Grâce à l’utilisation de la fonction de gauchissement hyperbolique pour les deux types de poutres, la performance de l’élément formulé dans cette étude est assurée sans le recours aux facteurs de correction de cisaillement transversal. Pour les poutres FG et FGP, l’élément de poutre proposé a quatre inconnus nodaux par nœud, et pour les variables cinématiques, les continuités inter-éléments sont garanties à l’aide des continuités C1 et C0. La version faible du principe variation el est la source des équations gouvernantes qui formulent les deux modèles. Selon la loi de puissance, les caractéristiques matérielles des poutres FG et FGP varient en continu sur l’épaisseur de la poutre. Une analyse numérique détaillée est menée pour examiner les effets de plusieurs paramètres matériels et géométriques sur les réponses de flambage et vibrationnelle des poutres FG et FGP. Les résultats numériques montrent qu’en raison des facteurs mentionnés précédemment, l’évaluation du comportement mécanique de ces poutres est difficile. Les résultats obtenus sont comparés à ceux prédits par d’ autres théories existantes, et les effets de ces paramètres sur les fréquences naturelles et les charges critiques sont importants pour la conception et la modélisation mécanique de ces matériaux dans diverses structures

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0fefd303-eb9b-4ae3-a17a-92b15b05e540

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0

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Crawler

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الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل دكتوراة

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2293185_1.pdf

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ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Abdelhak Mesbah ","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"Zakaria Belabed","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

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French

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Modélisation du Flambement et de La Vibration des Poutres FGM par Les éléments Finis

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ترجمة الملخص

This dissertation describes a new quasi-3D finite element model for evaluating the free vibration and stability behaviors of thick functionally graded (FG) and functionally graded porous (FGP) beams. The FG beam model is based on an accurate shear and normal deformation beam theory, whereas the FGP beam model is based on a simple and efficient higher-order shear deformation theory. Without shear correction factors, traction-free boundary conditions are guaranteed for FG beams using the hyperbolic warping function for both transverse shear deformation and stress through the thickness coordinate, and inter-element continuity is maintained using both C1 and C0 continuities for kinematics variables. The FGP beam model, on the other hand, has three degrees of freedom per node and ensures inter-element continuity by using both C0 and C1 continuities for the displacement field and its first derivative form functions. The governing equations for FG beams are obtained from a weak version of the variationally principle and the Hamilton principle for FGP beams. For both models, the isoperimetric coordinate system is used to create the elementary stiffness, geometry, and mass matrices. According to the power-law form, the material properties of both FG and FGP beams vary constantly over the beam thickness. The effects of boundary conditions, power-law index, span-to-height ratio, and porosity distribution patterns on the free vibration and buckling responses of FG and FGP beams are studied in detail. The developed beam elements' performance is proved by comparing the results to those anticipated by alternative existing theories. The effects of these factors on natural frequencies and critical buckling loads are significant for the manufacturing process and mechanical modeling of such materials in aeronautical, nuclear, civil, and other structures.

كلمات الباحثين

A. Poutre ; B. modélisation numérique ; matériaux composites avancés,Porosité C Théorie des poutres avancé, D. comportement au flambage, E. vibration libre

إشراف وإعداد

الإشراف

Zakaria Belabed

الإعداد

Abdelhak Mesbah

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