نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

در این مقاله خمش و کمانش استاتیکی ناشی از توزیع‌های متفاوت تخلخل تابعی بر اساس نظریه تیر تیموشینکو بررسی شده است. مدول الاستیسیته و چگالی جرمی با توجه به دو الگوی توزیع تخلخل مشخص در جهت ضخامت در نظر گرفته شده است. سیستم معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم بر رفتار کمانش و رفتار خمشی، از اصل همیلتون به‌دست‌آمده‌ است و برای محاسبه بارهای بحرانی کمانش و انحنای خمش عرضی، روش ریتز به کار برده ‌شده است. جهت اعتبارسنجی روش و نتایج ارائه‌شده این پژوهش، مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج ارائه‌شده در مراجع و مقالات معتبر و مدل‌سازی المان محدود صورت گرفته است. یک مطالعه پارامتری برای بررسی اثرات ضریب تخلخل و نسبت لاغری بر کمانش و خواص خمشی تیرهای متخلخل دارای تکیه‌گاه مفصلی در دو طرف تیر، انجام‌شده است. همچنین تأثیر توزیع متفاوت تخلخل بر عملکرد ساختاری بررسی شده تا به بینش‌های مهمی در طراحی این نوع تیر، برای دستیابی به مقاومت کمانش و رفتار خمشی مورد نظر دست یافته شود. طبق نتایج مطالعه پارامتری، با افزایش ضریب تخلخل و نسبت لاغری، بار بحرانی کمانش و میزان خمش افزایش می‌یابد. فوم‌های فلزی یا استفاده از روش‌های ساخت افزایشی در سال‌های اخیر استفاده و کاربرد نتایج حاصل از این تحقیق را بیشتر کرده است. از جمله کاربردهای تحقیق حاضر استفاده از این نوع مواد متخلخل جهت داربست ترمیم استخوان  را می‌توان نام برد.

کلیدواژه‌ها