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Saint-Venant torsion analysis of bars with rectangular cross-section and effective coating layers

Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2016年第2期37卷 237-252页

作者： H.tEIMOOrI r.t.faal r.DAS Department of Mathematics and Computer Science Allameh Tabatabai University Faculty of Engineering University of Zanjan Department of Mechanical Engineering and Centre for Advanced Composite Materials University of Auckland

this paper investigates the torsion analysis of coated bars with a rectangular cross-section. two opposite faces of a bar are coated by two isotropie layers with different materials of the original substrate that are perfectly bonded to the bar. With the Saint- Venant torsion theory, the governing equation of the problem in terms of the warping function is established and solved using the finite Fourier cosine transform. the state of stress on the cross-section, warping of the cross-section, and torsional rigidity of the bar are evaluated. Effects of thickness of the coating layers and material properties on these quantities are investigated. A set of graphs are provided that can be used to determine the coating thicknesses and material properties so as to keep the maximum von Mises stress on the cross-section below an allowable value for effective use of the coating layer.

关键词： Saint-Venant torsion rectangular cross-section coating layer torsional rigidity

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