بررسی ارتعاشات آزاد ساندویچ پنل‌های کامپوزیتی قابل بازیافت با ساختارهای متفاوت لایه میانی

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1036-ISAV2024 (R2)
نویسندگان
1ایران، تهران، خ طالقانی، دانشگاه خوارزمی، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک
2عضو هیات علمی
چکیده
این مقاله به تحلیل ارتعاشات ساندویچ پنل‌های کامپوزیتی قابل بازیافت می‌پردازد. هدف این تحقیق بررسی مودهای ارتعاشی و فرکانس‌های طبیعی این سازه‌ها با استفاده از تحلیل عددی است. رویه‌های سازه از جنس کامپوزیت ساخته شده با الیاف شیشه و رزین پلی‌آمید است و هسته آن از جنس پلیآمید ساخته شده است که پلیمری گرمانرم است و قابلیت بازیافت و استفاده مجدد را دارد. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند به بهبود طراحی و کاربردهای صنعتی این سازه در حوزه‌های مختلف مانند هوافضا، خودروسازی، قایق‌های تندرو و ... کمک کند. تحلیل ارتعاشات این ساندویچ پنل‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا به بهبود پایداری و بهبود عملکرد دینامیکی آنها منجر می‌شود. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که در سازه با ساختار هسته لانه زنبوری، با افزایش ضخامت دیواره سلول‌ها، فرکانس طبیعی افزایش می‌یابد و میانگین فرکانس‌های طبیعی در سازه با ساختار لانه زنبوری 6 درصد بیشتر از ساختار آگزتیک سینوسی است. سازه‌های آگزتیک سینوسی وزن بیشتر و فرکانس طبیعی پایین‌تری بطور میانگین در مقایسه با ساختار لانه زنبوری دارد. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش ضخامت دیواره سلول، فرکانس طبیعی سازه افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، فرکانس طبیعی مود اول در سازه با هسته لانه زنبوری و ضخامت دیواره 5/1 میلی‌متر، حدود 36/952 هرتز است، در حالی که برای سازه‌ای با ضخامت دیواره 5/2 میلی‌متر، این مقدار به 91/970 هرتز افزایش یافته است. این تغییرات نشان‌دهنده تأثیر قابل توجه ضخامت دیواره و نوع ساختار هسته بر رفتار دینامیکی پنل‌های ساندویچی است.
کلیدواژه ها
 
Title
Investigation of Free Vibrations of Recyclable Composite Sandwich Panels with Different Core Structures
Authors
Seyed Ali Mousavi
Abstract
This article analyzes the vibrations of recyclable composite sandwich panels. The aim of this research is to investigate the vibration modes and natural frequencies of these structures using numerical analysis. The structural faces are made of composite material with glass fibers and polyamide resin, and the core is made of polyamide, a thermoplastic polymer that is recyclable and reusable. The results of this study can help improve the design and industrial applications of these structures in various fields such as aerospace, automotive, speedboats, and more. The vibration analysis of these sandwich panels is crucial as it leads to improved stability and dynamic performance. The results of this research show that in structures with a honeycomb core, increasing the cell wall thickness increases the natural frequency. The average natural frequencies in the honeycomb structure are 6% higher than in the sinusoidal auxetic structure. Sinusoidal auxetic structures have a higher weight and lower average natural frequency compared to the honeycomb structure. The results indicate that increasing the cell wall thickness increases the natural frequency of the structure. For example, the natural frequency of the first mode in a structure with a honeycomb core and a wall thickness of 1.5 mm is approximately 952.36 Hz, while for a structure with a wall thickness of 2.5 mm, this value increases to 970.91 Hz. These changes highlight the significant impact of wall thickness and core structure type on the dynamic behavior of sandwich panels.
Keywords
Composite sandwich panel, vibration modes, natural frequencies, auxetic structure