Resumen

Los materiales con gradientes funcionales se han utilizado ampliamente en aplicaciones de ingeniería y salud humana. Las cuestiones sobre el comportamiento mecánico de los materiales con gradientes funcionales han recibido una atención considerable. Sin embargo, debido a la complejidad de las propiedades del material, el perfil geométrico y la carga mecánica, todavía faltan soluciones analíticas adecuadas sobre la deformación y la tensión en muchos artículos. El objetivo principal de esta investigación es estudiar el efecto de la carga mecánica sobre la deformación y la tensión en un disco anular rotatorio de material de gradiente funcional de pared delgada con perfil y propiedades que varían exponencialmente. Las superficies interior y exterior del disco anular se someten simultáneamente a diferentes presiones. Para ello, se ha propuesto la teoría infinitesimal de la elasticidad y las hipótesis de tensión plana axisimétrica para formular la ecuación de gobierno. La ecuación de gobierno es una ecuación diferencial hipergeométrica confluente generalizada, basada en las funciones de Whittaker; esta es la primera vez que se revelan soluciones de forma cerrada de los comportamientos mecánicos sobre el modelo de material funcionalmente gradiente propuesto. Además, también se analizan otras cuatro condiciones de contorno, es decir, las superficies interior y exterior del disco anular se consideran combinaciones de condiciones libres y sujetas. Se dan ejemplos numéricos de dos propiedades de materiales funcionalmente graduales diferentes para demostrar las soluciones de desplazamiento y tensión. Además, se investigan discos uniformes de material homogéneo bajo diferentes condiciones de contorno, que son casos especiales de los discos rotatorios de material funcionalmente gradiente propuestos. Por último, se presentan algunas conclusiones.

• Materias:Matemáticas Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:mathematics Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:disco anular, carga mecánica, superficies exteriores, hipótesis de tensión plana axisimétrica, ecuación diferencial hipergeométrica confluente generalizada, diferentes condiciones de contorno, discos de material gradiente, modelo de material gradiente, aplicaciones a la salud humana, soluciones analíticas adecuadas
• Keywords:annular disk, mechanical load, outer surfaces, axisymmetric plane stress assumptions, generalized confluent hypergeometric differential equation, different boundary conditions, gradient material disks, gradient material model, human health applications, proper analytic solutions