Effet de la porosité sur le comportement mécanique des plaques en matériau à gradient de propriétés sous diverses conditions aux limites: analyse et modélisation

Abstract

Lors de la fabrication des plaques en matériau à gradient de propriétés FGM, des défauts tels que des porosités peuvent apparaître. Ceux-ci peuvent changer tout le comportement de ces plaques. Le présent travail a pour but d'étudier l’effet de la présence de cette porosité sur le comportement mécanique des plaques FGM. Trois grandes études sont mises en évidence dans ce travail, les équations d'équilibre d'une plaque FG poreuse reposant sur des fondations de Winkler-Pasternak avec diverses conditions aux limites sont dérivées à l'aide d'une nouvelle théorie raffinée de la déformation par cisaillement. Différents types de taux de distribution de la porosité sont considérés. Les équations gouvernantes sont obtenues incluant l'interaction plaque-fondation. Ce nouveau modèle respecte la nullité de la contrainte de cisaillement transverse aux surfaces supérieure et inférieure de la plaque. La validité de cette théorie est étudiée en comparant certains des résultats actuels avec d'autres théories d'ordre supérieur rapportées dans la littérature. Les effets de la variation du taux de distribution de la porosité, des conditions aux limites, des paramètres de la fondation, de l'indice de loi de puissance, du rapport d'aspect de la plaque, du rapport côté-épaisseur sur les déviations et les contraintes sont tous discutés. Egalement, dans ce travail nous trouvons une étudie sur les caractéristiques de vibration libre des plaques poreuses en FGM reposant sur des fondations élastiques. Le module de Young de la plaque est supposé varier de manière continue à travers l'épaisseur selon une formulation de loi de puissance, et le coefficient de Poisson est maintenu constant. Différents types de taux de distribution de porosité sont considérés. Pour examiner l'exactitude de la présente formulation, plusieurs études de comparaison sont étudiées. Les effets de la variation du taux de distribution de la porosité, du paramètre de fondation, de l'indice de loi de puissance et du rapport d'épaisseur sur la fréquence fondamentale des plaques ont été étudiés. La dernière partie des exemples numériques sont présentés pour illustrer l'influence du taux de répartition de cette porosité dans le matériau de base sur le comportement mécanique de la plaque sandwiches en matériau FGM.