منصة الرسائل والاطاريح: التحليل السكوني والاهتزاز الحر لمواد متدرجة وظيفيا باستخدام النظرية المطورة للاجهادات

الخلاصة

المواد المتدرجة وظيفيًا هي فئة جديدة واعدة من الهياكل المجهرية. تتغير الخصائص الميكانيكية للهياكل المجهرية المتدرجة وظيفيًا اعتمادًا على تغيير في البعد المكاني للهيكل. التطورات الحديثة في تقنيات التصنيع ، مثل تعدين المساحيق ،جعلت من الممكن تكييف الخصائص الميكانيكية للهياكل على نطاق صغير عن طريق تصنيعها من خليط وظيفي متعدد الطبقات من مادتين أو أكثر. تم تبسيط المعادلات الحاكمة وشروط الحدود من خلال مبدأ هاملتون ، ونظرية عتبة أويلر برنولي ، ونظرية تشوه القص من الدرجة الأولى . يتم الحل عدديًا بطريقة مضاعفات لاغرانج. تم الاعتماد على برنامج ماتلاب في ايجاد النتائج. تمت دراسة الخواص الميكانيكية للهياكل المتدرجة وظيفيًا من خلال طريقة الخليط الحاكم وتقنية موري تاناكا. هناك عدة عوامل تؤثر على النماذج الثلاثة للتدريج الوظيفي لعتبة بحجم الماكرو، وهي: مؤشر القاعدة العامة للمزائج ، وكسر حجم المسامية ، أنواع توزيع المسامية ( FGM-I ، و FGM-II) ، وكسر حجم انابيب النانو الكربون ، وأنواع توزيعات التدريج وظيفيًا لأنابيب النانوية الكربونية وهي ,(FG-V) ,(UD), (FG-X)و (FG-O) ،نسبة نحافة العتبة وشروط الحدية المختلفة. بشكل عام ، عند استخدام مفهوم التدريج الوظيفي في تصميم هيكل المواد المركبة ذات الحجم الصغير ، فقد أظهر تحسنًا في الأداء الميكانيكي . النقاط التالية التي تم التوصل إليها من دراسة النماذج الثلاثة على النحو التالي: عند زيادة مؤشر القاعدة العامة للمزائج سيقلل من صلابة الحزمة الدقيقة المتدرجة وظيفيًا المكونة من السيراميك والمعدن مما يؤدي إلى زيادة الانحراف وتقليل التردد الطبيعي. في حين أن الانحراف والتردد الطبيعي للنموذج الثاني لمواد المسامية المتدرجة وظيفيًا لهما سلوك مختلف يعتمد على مؤشر القاعدة العامة للمزائج.الحد الأقصى للتردد الطبيعي الذي تم الحصول عليه للنموذج الثالث من عتية البوليمربحجم الماكرو ذات الأنابيب النانوية الكربونية المتدرجة وظيفيًا هي 28%. علاوة على ذلك ، فإن العتبة الدقيقة من الأنابيب النانوية الكربونية المتدرجة وظيفيًا نوع (FG-X) لها أقصى تردد طبيعي ، في حين (FG-O) لديها أدنى تردد طبيعي. إن نظرية المطورة للاجهادات المتداخلة (MCST) قادرة على التنبؤ بأصغر انحناء سكوني وأكبر اهتزاز حر للعتبة الدقيقة المتدرج وظيفيًا اعتمادًا على معلمة مقياس طول المادة عند مقارنتها بالتنبؤ بنظرية الشعاع الكلاسيكي (CBT).كانت النتائج المقارنة مع الدراسات السابقة مقبولة. يمكن استخدام نتائج هذا التحقيق لتصميم وتحسين الآلات الدقيقة والأنظمة الدقيقة .