بررسی ارتعاشات آزاد و اجباری پوسته استوانه ای کامپوزیتی محتوی سیال

نوع مقاله: سایر مقالات

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

چکیده

در این مقاله ارتعاشات پوسته‌ی استوانه‌ای کامپوزیتی با مایع داخلی و با شرایط مرزی دو سر ساده بررسی شده است. پوسته از کامپوزیت چند لایه تشکیل شده است . برای حل معادلات حاکم بر پوسته از تئوری برشی مرتبه اول استفاده می‌شود. روابط کرنش- تغییر مکان و انحناء- تغییر مکان بر مبنای تقریب اول لاو نوشته شده است، فرکانس‌های طبیعی پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی محتوی سیال، از روش انرژی و بر اساس اصل انرژی پتانسیل کمینه محاسبه شده است‌. سیال ایده‌آل فرض شده است‌. بر مبنای معادلات و روابطی که از حل تحلیلی بدست آمده اند، یک کد کامپیوتری به زبان متلب به منظور به دست آوردن جواب برای تحلیل ارتعاشات پوسته‌ نوشته شده است. برای بررسی دقت نتایج به دست آمده، پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی در نرم افزار آباکوس مدلسازی شده و آنالیز مودال در مورد آن انجام شده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف از جمله وجود سیال، چگالی و ارتفاع سیال، زاویه الیاف و برخی پارامترهای هندسی بر فرکانس‌های طبیعی پوسته در دو حالت پوسته خالی و محتوی سیال بررسی شده است. پاسخ دینامیکی گذرای پوسته محتوی سیال تحت بار ضربه‌ای جانبی بر اساس روش جمع مودها به دست آمده است. در پایان اثر بارگذاری پایا و فرکانس تحریک بر ارتعاشات پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی محتوی سیال بررسی -شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Lam KY, Loy CT (1998) Influence of boundary conditions for a thin laminated cylindrical shells. Compos Struct 41: 215-228.

[2] Jafari AA, Khalili SMR, Azarafza R (2005) Transient dynamic response of composite circular cylindrical shells under radial impulse load and axial compressive loads. Thin Wall Struct 43: 1763-1786.

[3] Toorani MH, Lakis AA (2001) Shear deformation in dynamic analysis of anisotropic laminated open cylindrical shells filled with or subjected to a flowing fluid, Comput. Methods. Appl Mech Eng 190: 4929-4966.

[4] Gunawan H, Mikami TJ, Kanie T, Sato SM (2005) Free vibration of fluid-filled cylindrical shells on elastic foundations. Thin Wall Struct 43: 1746-1762.

[5] Jam JE, Nikjoo MA (2013) Buckling and free vibrations of cylindrical stiffened composite shells with internal liquid. Res J Appl Sci Eng Technol 6(19): 3495-3505.

[6] نیکجو م‌ع، جعفری ع (1390) بهینه سازی ارتعاشات آزاد پوسته­استوانه­ای کامپوزیتی تقویت شده محتوی مایع. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه طراحی کاربردی.

[7] Khalili SMR, Azarafza R, Davar A (2009) Transient dynamic response of initially stressed composite circular cylindrical shells under radial impulse load. Compos Struct 89: 275-284.

[8] Yadav D, Verma N (1998) Free vibration of composite circular cylindrical shells with random material properties. Part I: General theory. Compos Struct 41: 331-338.

[9] قمری ع، جعفری ع (1388) بررسی ارتعاشات پوسته استوانه­ای کامپوزیتی لایه­ای  با سیال درونی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک.

[10] Jain RK (1974) Vibration of fluid-filled orthotropic cylindrical shells. J Sound Vib 37(3): 379-388.

[11] آذرافزا ر، جعفری ع، خلیلی س‌م (1384) بهینه سازی وزنی و دینامیکی پوسته­های استوانه­ای کامپوزیتی چند لایه. پایان نامه دکتری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه طراحی کاربردی.