Finite element bending and buckling analysis of functionally graded carbon nanotubes-reinforced composite beam under arbitrary boundary conditions
저자
Mohamed-Ouejdi Belarbi (Université de Biskra) ; Sattar Jedari Salami (Islamic Azad University) ; Aman Garg (The NorthCap University) ; Hicham Hirane (Université de Biskra) ; Daikh Ahmed Amine (University Centre of Naama) ; Mohammed Sid Ahmed Houari (Laboratoire d'Etude des Structures et de Mécaniqu)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
English
주제어
자료형태
학술저널
수록면
451-471(21쪽)
제공처
In the present paper, the static bending and buckling responses of functionally graded carbon nanotubes-reinforced composite (FG-CNTRC) beam under various boundary conditions are investigated within the framework of higher shear deformation theory. The significant feature of the proposed theory is that it provides an accurate parabolic distribution of transverse shear stress through the thickness satisfying the traction-free boundary conditions needless of any shear correction factor. Uniform (UD) and four graded distributions of CNTs which are FG-O, FG-X, FG- and FG-V are selected here for the analysis. The effective material properties of FG-CNTRC beams are estimated according to the rule of mixture. To model the FG-CNTRC beam realistically, an efficient Hermite–Lagrangian finite element formulation is successfully developed. The accuracy and efficiency of the present model are demonstrated by comparison with published benchmark results. Moreover, comprehensive numerical results are presented and discussed in detail to investigate the effects of CNTs volume fraction, distribution patterns of CNTs, boundary conditions, and length-to-thickness ratio on the bending and buckling responses of FGCNTRC beam. Several new referential results are also reported for the first time which will serve as a benchmark for future studies in a similar direction. It is concluded that the FG-X-CNTRC beam is the strongest beam that carries the lowest central deflection and is followed by the UD, V, Λ, and FG-O-CNTRC beam. Besides, the critical buckling load belonging to the FG-XCNTRC beam is the highest, followed by UD and FG-O.
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