Etude de la stabilité des structures sandwichs en matériaux composites avancés

Abstract

Cette étude présente une nouvelle théorie affinée des plaques monocouches équivalentes à quatre inconnues pour l’analyse de la stabilité des plaques sandwichs à gradient fonctionnel (FGM). Ces plaques sont soumises à des conditions de chargement mécanique dans le plan, tous les bords étant simplement appuyés. Le modèle proposé considère une variation parabolique de la contrainte de cisaillement transversale à travers l’épaisseur et s’adapte de manière optimale à des conditions de contrainte de cisaillement nulle sur les surfaces supérieure et inférieure de la plaque. Les propriétés du matériau sont supposées varier régulièrement dans l’épaisseur grâce à des règles de mélange appelées gradation en loi de puissance. Les équations d’équilibre sont formulées sur la base du principe de l'énergie potentielle totale et résolues pour des conditions limites simplement appuyées en appliquant la méthode de Navier. Les résultats numériques sur le flambement en utilisant la présente théorie ont été calculés et comparés à ceux publiés dans la littérature afin d’examiner la précision de la solution analytique proposée. Les effets de l’exposant en loi de puissance, du rapport géométrique et du rapport d’épaisseur sur la charge critique de flambement des plaques à gradient fonctionnel pour diverses conditions de chargement dans le plan sont étudiés en détail. De plus, il a été constaté que les paramètres géométriques et l’exposant de la loi de puissance jouent un rôle important sur le comportement de flambement des plaques sandwichs en FGM.