مطالعه‌ی تحلیلی الگوی شروع تسلیم برای استوانه توخالی مدرج تابعی دوار

تحلیل رفتار الاستیکپلاستیک و بررسی چگونگی گسترش ناحیه‌ی پلاستیک برای استوانه‌ی مدرج تابعی دوار، مستلزم بررسی اثر پارامترها بر الگوی شروع تسلیم است. مقاله‌ی حاضر به بررسی تحلیلی اثر پارامتر هندسی نسبت شعاع‌ها و پارامترهای مادی توان، بر الگوی شروع تسلیم استوانه‌ی توخالی مدرج تابعی دوار می‌پردازد. تحلیل بر پایه‌ی نظریه‌ی تغییرشکل‌های کوچک در حالت کرنشصفحه‌ای و با فرض معیار تسلیم ترسکا انجام شده است. تغییر مدول الاستیسیته، چگالی و تنش تسلیم به‌صورت تابع‌های توانی فرض شده، معادله‌ی تعادل به‌صورت تحلیلی حل شده است. با مقایسه‌ی نتایج به‌دست آمده با حالت استوانه‌ی همگن و همچنین با حالت خاص چگالی و تنش تسلیم ثابت، که در مراجع پیشین آمده، اعتبار تحلیل‌ها نشان شده است. سپس اثر پارامترهای هندسی و مادی بر ترتیب تنش‌ها و چگونگی شروع تسلیم بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد در نظر گرفتن تغییرات چگالی و تنش تسلیم می‌تواند اثر قابل توجهی بر الگوی شروع تسلیم ناشی از دوران استوانه داشته باشد. بر اساس جستجوی نگارندگان، اثر تغییرات چگالی و تنش تسلیم و نیز پارامتر نسبت شعاع‌ها بر الگوی شروع تسلیم استوانه‌ی مدرج تابعی دوار در پژوهش‌های پیشین، بررسی نشده است.

Analytical Investigating of the Pattern of Yielding Initiation for a Rotating Hallow FGM Cylinder

In this paper, the effect of radii ratio and material exponent parameters on the pattern of yielding initiation for a rotating hollow FGM cylinder is analytically investigated. The analysis is based on small deformation theory in planestrain state and Tresca criterion has been used for yielding investigating. Assuming powerlaw functions for Young's modulus, density and yield stress, equilibrium equation has been analytically solved. Comparing with homogeneous cylinder and also the special case of zero exponents of density and yield stress, the presented analysis has been validated. Then the effect of radii ratio and exponent parameters on the order of stress components and yielding initiation is investigated. The results show that density and yield stress variation may have considerable effect on yielding of rotating FGM cylinder. To best knowledge of authors, the effect of density and yield stress variation and radii ratio on the yielding initiation pattern of rotating hollow FGM cylinder was not studied in the previously published researches.