Comportamiento dinámico de vigas AFG Timoshenko embebidas en una fundación tipo Winkler-Pasternak

Abstract

En el presente trabajo se investiga el comportamiento dinámico de vigas ahusadas y constituidas por material funcionalmente graduado, que se encuentran embebidas en un medio elástico. Las propiedades del material se consideran que varían en la dirección axial (AFG, de acuerdo con sus siglas en inglés), mientras que la fundación elástica se asume como lineal, homogénea e isótropa y su reacción sobre la viga se describe mediante el modelo de Winkler-Pasternak con dos parámetros. El comportamiento flexional de la viga se describe a través del modelo de Timoshenko, que tiene en cuenta la deformación por corte y la inercia rotatoria. El problema se resuelve aplicando el método aproximado de Rayleigh-Ritz. Se analizan diferentes casos numéricos para vigas simplemente apoyadas, variando los parámetros geométricos y del material en la viga, así como los parámetros que caracterizan a la fundación elástica. Los resultados numéricos se comparan satisfactoriamente con casos particulares del modelo propuesto disponibles en la literatura técnica calificada.

In the present work, the dynamic behavior of axially functionally graded (AFG) tapered beams embedded in an elastic medium is investigated. The beam model is based on the Timoshenko beam theory, which takes into account the shear deformation and the rotational inertia. The WinklerPasternak model with two elastic parameters is used to simulate the elastic foundation of the beams. The foundation medium is assumed to have linear, homogeneous and isotropic behavior. A variety of numerical examples are presented for simply supported boundary conditions at both ends of the beam. The beam cross area, the material properties and the elastic medium can vary along the beam axis. Approximated solutions for the title problem are obtained by means of the Rayleigh-Ritz method. Numerical results are compared successfully with particular cases available in technical literature.