AN EXACT ELASTO-PLASTIC SOLUTION OF METAL-MATRIX COMPOSITE CANTILEVER BEAM LOADED BY A SINGLE FORCE AT ITS FREE END

Abstract

In the present study, an elastic-plastic stress analysis is carried out in a metal matrix composite cantilever beam loaded by a single force at its free end. A composite consisting of stainless-steel reinforced aluminium was produced for this work. The orientation angle of the fibers is chosen as 0°, 30°, 45°, 60° and 90°. The material is assumed to be perfectly plastic in the elasto-plastic solution. An analytical solution is performed for satisfying both the governing differential equation in the plane stress case and boundary conditions for small plastic deformations. The solution is carried out under the assumption of the Bernoulli-Navier hypotheses. The composite material is assumed as hardening linearly. The Tsai-Hill theory is used as a yield criterion.

Keywords

• Exact solution, Elasto-plastic analysis, Metal-matrix composite, Perfectly plastic

SERBEST UCUNDAN TEKİL YÜKE MARUZ ANKASTRE METAL MATRİSLİ KOMPOZİT KİRİŞİN ELASTO-PLASTİK ÇÖZÜMÜ

Öz

Bu çalışmada, serbest ucundan tekil yüke maruz ankastre metal matrisli kompozit kirişin elasto-plastik gerilme analizi yapıldı. Paslanmaz çelik takviyeli alüminyum kompozit malzemesi kullanıldı. Fiberin oryantasyon açısı 0°, 30°, 45°, 60° ve 90° olarak seçildi. Malzeme elasto-plastik çözüm için tam plastik olarak kabul edildi. Analitik çözüm, hem düzlem gerilme durumundaki diferansiyel denklemi hem de küçük plastik deformasyonlar için sınır şartlarını sağlayacak şekilde uygulandı. Çözümde Bernoulli-Navier Teorisi kabulu yapıldı. Kompozit malzeme lineer sertleştirilmiş olarak kabul edildi. Akma teorisi olarak Tsai-Hill teorisi kullanıldı.

Anahtar Kelimeler

• Tam çözüm, Elasto-plastik analiz, Metal matris kompozit, Tam plastik