تحلیل ارتعاشات آزاد ورق تاخورده مواد مدرج تابعی بر اساس نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1020-ISAV2024 (R2)
نویسندگان
1دانشگاه صنعتی قم، دانشکده مکانیک
2دانشگاه صنعتی قم، د انشکده مکانیک
چکیده
در این مطالعه ارتعاشات ورق تاخورده از جنس مواد مدرج تابعی مورد بررسی قرار گرفت. مواد مدرج تابعی مواد نسبتا جدید و پیشرفته با ساختاری ناهمگن هستند که خواص مکانیکی از سطحی به سطح دیگر به طور پیوسته تغییر میکند. ورقهای تاخورده به دلیل هزینه های ساخت پایین در صنعت بسیار پرکاربرد هستند. از جمله کاربردهایی که اخیرا ورقهای تاخورده پیدا کرده اند، استفاده ی ورقهای تاخورده در ساخت جنگنده های رادار گریز نسل پنجم میباشد. نخست ثابتهای الاستیک و چگالی ورق تاخورده از جنس مواد مدرج تابعی در نظر گرفته شد. با استفاده از اصل همیلتون، معادلات دینامیکی حاکم و شرایط مرزی در لبه ها برای دو ورق جدا از هم بدست آمد. با در نظر گرفتن شرایط پیوستگی در لبه ی تاخورده، معادلات حاکم، شرایط مرزی و معادلات پیوستگی در هم دیگر تنیده شده اند. با استفاده از روش حل ترکیبی لوی- تفاضل مربعات این معادلات حل گردید و با استفاده از حل مسئله مقدار ویژه، فرکانس های طبیعی ورق تاخورده مواد مدرج تابعی بدست آمد. ورق تاخورده مواد مدرج تابعی در نرم افزار شبیه سازی بر پایه ی المان محدود تحلیل گردید. مقایسه نتایج المان محدود با حل ترکیبی لوی- تفاضل مربعات نشان داد که مدل سازی ریاضی این مسئله و روش حل تحلیلی از دقت خوبی برخوردار است.
کلیدواژه ها
Title
Analysis of free vibrations of folded plates of functionally graded materials based on the theory of first-order shear deformation
Authors
Nima Mohandesi, mostafa talebitooti, mohammad fadaee
Abstract
This study investigated the vibrations of the folded plate made of functionally graded materials. Functionally graded materials are relatively new and advanced materials with a heterogeneous structure whose mechanical properties change continuously from one surface to another. Folded plates are widely used in the industry due to their low manufacturing costs. Among the applications that folded plates have recently found, is the use of folded plates in constructing stealth aircraft. First, the elastic constants and density of the folded plate made of graded materials were considered functionally. Using Hamilton's principle, the governing dynamic equations and boundary conditions at the edges were obtained for two separate plates. Considering the continuity conditions in the folded edge, the governing equations, boundary conditions, and continuity equations are intertwined. These equations were solved by using the combination method of the Levy-differential quadrature method, and by solving the eigenvalue problem, the natural frequencies of the folded plate of functionally graded materials were obtained. The folded plate of functionally graded material was analyzed in simulation software based on finite elements. Comparing the finite element results with the combined solution of the Levy-differential quadrature method showed that the mathematical modeling of this problem and the analytical solution method have good accuracy.
Keywords
functionally graded materials, Vibration, folded plate, differential quadrature method