The effect of material inhomogeneity on displacements and stresses of an internally pressurized clamped-clamped thick hollow cylinder made of functionally graded materials is investigated. The modulus of elasticity is graded along the radial direction according to power functions of the radial direction. It is assumed that Poisson’s ratio is constant across the cylinder thickness. The governing differential equations were generally derived, making use of the first-order shear deformation theory (FSDT). Following that, the set of non-homogenous linear differential equations for the cylinder with clamped-clamped ends was solved, and the effect of loading and supports on the stresses and displacements was investigated. The problem was also solved, using the finite element method (FEM), the results of which were compared with those of the analytical method.
In this article, the thick truncated cone shell is divided into disk-layers form with their thickness corresponding to the thickness of the cone. Due to the existence of shear stress in the truncated cone, the equations governing disk layers are obtained based on first shear deformation theory. These equations are in the form of a set of general differential equations. Given that the truncated cone is divided into n disks, n sets of differential equations are obtained. The solution of this set of equations, applying the boundary conditions and continuity conditions between the layers, yields displacements and stresses. The results obtained have been compared with those obtained through the analytical solution and the numerical solution. For the purpose of the analytical solution, use has been made of matched asymptotic method (MAM) and for the numerical solution, the finite element method (FEM).
PL
Grubościenna powłoka stożka ciętego, opisana w artykule, jest dzielona na warstwy w formie krążków o grubości odpowiadającej grubości powłoki. Ponieważ w stożku ściętym istnieją naprężenia ścinające, równania dla warstw krążkowych są otrzymane na bazie teorii odkształceń pierwszego rzędu. Równania te mają postać układu ogólnych równań różniczkowych. Zakładając, że stożek ścięty jest podzielony na n warstw, uzyskuje się układ n równań różniczkowych. Wartości przemieszczeń i naprężeń otrzymuje się w wyniku rozwiązania tego układu równań, przy uwzględnieniu warunków brzegowych i warunków ciągłości. Uzyskane wyniki porównano z wynikami rozwiązań analitycznego oraz numerycznego. Dla potrzeb rozwiązania analitycznego wykorzystano dopasowaną metodę asymptotyczną (Matched Asymptotic Method, MAM), a w rozwiązaniu numerycznym zastosowano metodę elementów skończonych (FEM).
Assuming exponential-varying properties in the radial direction and based on the elasticity theory, an exact closed-form analytical solution is obtained to elastic analysis of FGM thick-walled cylindrical pressure vessels in the plane strain condition. Following this, radial distribution of radial displacement, radial stress, and circumferential stress are plotted for different values of material inhomogeneity constant. The displacements and stresses distributions are compared with the solutions of the finite element method (FEM).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.