Basinç etkisi altindaki fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden yapilmiş tüplerin deformasyon analizi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden yapılmış tüplerin iç veya dış basınç altındaki elastik davranışını incelemektir. Tüp malzemesinin elastik modülünün ve eksenel akma limitinin radyal yönde, doğrusal olmayan bir şekilde değiştiği varsayılmıştır. Basınç altındaki tüplere ait gerilme ve yer değiştirme ifadeleri düzlemsel şekil değiştirme ve deformasyonların küçük olduğu varsayımları göz önünde bulundurularak analitik olarak elde edilmiştir. Bunlara ek olarak, von Mises akma kriteri kullanılarak fonksiyonel derecelendirilmiş tüplerin akma davranışı (a) uçları eksenel yönde serbest-iç basınç, (b) uçları eksenel yönde serbest-dış basınç, (c) uçları eksenel yönde sabitlenmiş-iç basınç ve (d) uçları eksenel yönde sabitlenmiş-dış basınç durumları için ayrı ayrı incelenmiştir. Bulunan analitik ifadeler kullanılarak bazı sayısal örnekler ele alınmış, fonksiyonel derecelendirme parametrelerinin elastik limit akma basıncına etkileri gösterilmiştir.

The purpose of this study is to investigate the elastic behaviour of the functionally graded tubes under internal or external pressure. The modulus of elasticity and the uniaxial yield limit of the tube material are assumed to vary nonlinearly in the radial direction. In the framework of small deformations and a state of plane strain, the expressions of stresses and displacement are obtained analytically. In addition, the yielding behaviour of the functionally graded tubes with (a) free ends under internal pressure, (b) free ends under external pressure, (c) fixed ends under internal pressure, and (d) fixed ends under external pressure are examined using von Mises yield criterion. Using the analytical expressions, various numerical examples are handled and the effect of the functionally graded material (FGM) parameters on the elastic limit pressure is shown.