Own Weight Effect on Static Analysis of Pre-Stretched Plate-Strip Containing Twin Circular Inclusions Under Bending

This paper addresses the influence of own weight on the static analysis of the bending of a pre-stretched plate-strip containing twin round shaped inclusions made from the same materials and whose centers are on a line parallel to the free surface. The effects of body forces (own weight) and surface forces (pre-stretching load) on the plate-strip with inclusions are considered together as the initial stresses. The effects of these initial stresses on the analyses of stress concentration around the inclusions within a plate-strip under additional bending load are investigated by the Three-Dimensional Linearized Theory of Elasticity (TDLTE) under the plane strain state. Also, the solutions of the considered boundary value problems are worked out by using the Finite Elements Method. With respect to the results, it was revealed that the own weight of the plate-strip has a substantial influence on the static analysis around the circular twin inclusions within a plate-strip under bending.

Anahtar Kelimeler:

Own weight, Circular inclusion, Pre-stretched stress, Static analysis, Finite element method

Kendi Ağırlığının İkiz Dairesel Dolgular İçeren Eğilme Altındaki Öngerilmeli Şerit-Plağın Statik Analizine Etkisi

Bu çalışma, eğilme etkisi altında içerisinde aynı malzemeden yapılmış ve merkezleri serbest yüzeye paralel bir doğrultuda olan ikiz dairesel şekilli dolgular içeren öngerilmeli bir kompozit şerit-plağın statik analizine kendi ağırlığının etkisini ele almaktadır. Dolgular içeren şerit-plak üzerindeki hacimsel kuvvetlerin (kendi ağırlığı) ve yüzeysel kuvvetlerin (öngerilme yüklemesi) etkisi birlikte öngerilmeler olarak düşünülmüştür. Bu öngerilmelerinin, ek bir eğilme yükü altında bir şerit-plak içindeki dolgular etrafındaki gerilme dağılımlarının analizleri üzerindeki etkileri, düzlem şekil değiştirme durumu altında Lineerize Edilmiş Üç Boyutlu Elastisite Teorisi (LEÜBET) ile araştırılmaktadır. Ayrıca, ele alınan sınır değer problemlerinin çözümleri Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlara göre, eğilme etkisi altındaki ikiz dairesel dolgular içeren şerit-plağın kendi ağırlığının plağın statik analizi üzerinde önemli bir etkisi olduğu ortaya çıkmıştır.

Keywords:

Kendi ağırlığı, Dairesel dolgu, Öngerilme, Statik analiz, Sonlu elemanlar metodu,

PDF

___

Akbarov S.D., 2013. Stability Loss and Buckling Delamination: Three-Dimensional Linearized Approach for Elastic and Viscoelastic Composites, Springer-Heidelberg, New York.
Babuscu Yesil U., 2015. Forced Vibration Analysis of Prestretched Plates With Twin Circular Inclusions. Journal of Engineering Mechanics, 141 (1), 04014099-1-04014099-16.
Babuscu Yesil U., 2017. The Effect of Own Weight On The Static Analysis of A Pre-stretched Plate-Strip With A Circular Hole In Bending. Mechanics Of Composite Materials, 53(2), 243-252.
Christensen, R.M., 1979. Mechanics of Composite Materials, Wiley, New York.
Eshelby, J. D., 1957. The determination of the elastic field of an elipsoidal inclusion and related problems. Proceeding of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 241, 376-396.
Guz A.N., 1999. Fundamentals of the Three-Dimensional Theory of Stability of Deformable Bodies, Springer-Verlag, Berlin.
Guz A.N., 2004. Elastic Waves in Bodies with Initial (Residual) Stresses [in Russian], Kiev.
Mura, T., 1988. Inclusion Problems. Applied Mechanics Reviews, 41, 15-20.
Mura, T., Shodja, H.M. and Hirose, Y., 1996. Inclusion Problems. Applied Mechanics Reviews, 49, 118-127.
Takabatake H., 1990. Effects of dead loads in static beams. Journal of Structural Engineering-ASCE, 116 (4), 1102-1120.
Takabatake H., 1991. Static analyses of elastic plates with voids. International Journal of Solids and Structures, 28 (2), 179-196.
Takabatake H., 2012. Effects of dead loads on the static analysis of plates. Structural Engineering and Mechanics, 42 (6), 761-781.
Timoshenko S. P. and Goodier J. N., 1970, Theory of Elasticity, Third Edition, McGraw-Hill International Editions, London.
Zhou S. J., 2002. Load-induced stiffness matrix of plates. Canadian Journal of Civil Engineering, 29 (1), 181-184.
Zhou, K., Hoh, H.J., Wang, X., Keer, L.M., Pang, J.H.L., Song, B. and Wang, Q.J., 2013. A review of recent works on inclusions. Mechanics of Materials, 60, 144-158.
Zienkiewicz O.C. and Taylor R.L., 1989. The Finite Element Methods: Basic Formulation and Linear Problems, (Vol. 1, 4th Edition), Mc Graw-Hill Book Company, Oxford.