تحلیل ویژگی‌های ارتعاشی ورق ساندویچی با هسته آگزتیک متصل به تقویت‌کننده‌های کربنی تحت نیروی آیروالاستیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک/دانشگاه اراک/اراک/ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

3 دانشگاه اراک - دانشکده فنی و مهندسی - گروه مهندسی مکانیک

10.61882/masm.5.1.43.
چکیده
در تحقیق حاضر، تحلیل ویژگی‌های ارتعاشی یک ورق ساندویچی سه لایه با هسته آگزتیک تحت نیروی آیروالاستیک در شرایط مرزی ساده مورد بررسی قرار گرفته است، که در این ورق ساندویچی لایه وسط یا به اصطلاح هسته مرکزی از ساختار آگزتیک و لایه‌های بالایی و پایینی از جنس ماده ایزوتروپیک تشکیل گردیده است و ورق ازیک‌طرف تحت نیروی آیروالاستیک قرار دارد. به‌منظور کاهش شدت ارتعاش سازه، ورق به‌وسیله نانولوله‌های کربنی تقویت شده است. جهت تحلیل و مدل‌سازی ارتعاش ورق، از تئوری برشی اصلاح‌شده و نیروی آیرودینامیکی وارده از سمت جریان هوا بر روی ورق با فرض تئوری پیستون مرتبه اول در نظر گرفته شده است. با استفاده از اصل همیلتون، معادلات حاکم بر رفتار ارتعاشی ورق ساندویچی به‌دست‌آمده است و برای حل معادلات از روش باقیمانده وزنی گلرکین استفاده شده است. برای نشان دادن اعتبار روابط حاصله و روش حل ارائه‌شده، نتایج این تحقیق با نتایج منتشرشده در مقالات معتبر و نتایج حل عددی با استفاده از روش اجزا محدود به کمک نرم‌افزارهای تجاری مقایسه شده است. نهایتاً تأثیر پارامترهای مختلف مانند ابعاد هندسی ورق ساندویچی، ابعاد هسته آگزتیک، فشار آیرودینامیکی و کسر حجمی نانولوله کربنی بر ارتعاش سازه مورد بررسی و تجزیه‌وتحلیل قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Analysis of the Vibrational Characteristics of a Sandwich Plate with an Auxetic Core Reinforced with Carbon Fibers under Aerodynamic Forces

نویسندگان English

Korosh Khorshidi 1
Hanieh Norowzian 2
Mohsen Ghasemi 3
1 Department of mechanical engineering/Arak University/Arak/Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Arak University, Arak, 38156-88349, Iran
3 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
چکیده English

In the present study, the vibrational analysis of a three-layer sandwich plate with an auxetic core under aerodynamic forces with simply supported boundary conditions has been investigated. In this sandwich plate, the middle layer, or the so-called core, is made of auxetic material. The plate is subjected to aerodynamic forces on one side. To reduce the intensity of vibrations in the structure, the plate has been reinforced with carbon nanotubes. For the analysis and modeling of the plate’s vibrations, the modified shear deformation plate theories were employed, and the aerodynamic force exerted by the airflow on the plate was assumed based on first-order piston theory. Using Hamilton's principle, the governing equations for the vibrational behavior of the sandwich plate were derived, and the Galerkin weighted residual method was utilized to solve these equations. To demonstrate the validity of the obtained relationships and the proposed solution method, the results of this study were compared with results published in reputable journals and numerical solutions obtained using the finite element method through commercial software. Finally, the effects of various parameters such as the geometric dimensions of the sandwich plate, the dimensions of the auxetic core, aerodynamic pressure, and the volume fraction of carbon nanotubes on the vibrations of the structure were examined and analyzed.

کلیدواژه‌ها English

Sandwich Plate
Auxetic Core
Vibrations
Stability
Aerodynamic Forces
دوره 5، شماره 1
بهار 1404
صفحه 43-71

  • تاریخ دریافت 06 آذر 1403
  • تاریخ بازنگری 15 دی 1403
  • تاریخ پذیرش 19 اسفند 1403