بررسی فلاتر مافوق صوت تیر ساندویچی لانه زنبوری حاوی لایه پوششی سرمتی تحت بار در حال حرکت

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسنده

استادیار، گروه مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد فیروزکوه، فیروزکوه، ایران

10.22044/jsfm.2020.7645.2745

چکیده

در این مقاله به صورت همزمان اثرات فلاتر مافوق صوت و جریان نیرویی متحرک بر روی تیر ساندویچی لانه زنبوری حاوی لایه پوششی از جنس سِرمت مورد بررسی قرار می‌گیرد. لایه لانه زنبوری که دارای نسبت استحکام به وزن بالایی است از جنس نومکس و از نوع منظم و لایه سِرمت که تحمل دمایی بالایی دارد از جنس ذرات اکسید آلومینیوم در ماتریس فلزی فولاد نرم با درصد کسری بهینه سرامیک در نظر گرفته می‌شود. از تئوری تیر کلاسیک اویلر- برنولی برای مدل‌سازی سازه و از روش پیستون تئوری مرتبه اول به منظور مدل‌سازی جریان آیرودینامیک مافوق صوت بهره‌برده می‌شود. از اصل همیلتون بهمراه بسط فوریه و روش گالرکین به منظور رسیدن به مدل دینامیکی سازه در حوزه فضا- حالت استفاده می‌شود. همچنین فشار دینامیکی بحرانی از روش p محاسبه می‌گردد. در بخش نتایج نقش مؤثرتر سازه ساندویچی با لایه سرمتی در به تعویق انداختن فلاتر نسبت به سازه ساندویچی با لایه پوششی آلومینیوم نشان داده می‌شود. اثر ضخامت لایه پوششی سرمت نیز در به تعویق انداختن فلاتر مورد بررسی قرار می‌گیرد. در نهایت به منظور رسیدن به نتایج عملیاتی بهتر، پاسخ زمانی تیر ساندویچی در جریان مافوق صوت و تحت بار متحرک با سرعتهای متفاوت ارائه خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


[1] Jordan PF (1956) The physical nature of panel flutter. Aero Digest 3:34-38.

[2] Song ZG, Li FM (2008), Active aeroelastic flutter analysis and vibration control of supersonic beams using the piezoelectric actuator/sensor pairs. Smart Mater Struc 20(55013).

[3] Samadpour M, Asadi H, Wang Q (2016) Nonlinear aero-thermal flutter postponement of supersonic laminated composite beams with shape memory alloys. Eur J Mech A-Solid 57(0): 18-28.

[4] Tsushima N, Su W (2017) Flutter suppression for highly flexible wings using passive and active piezoelectric effects. Aerosp Sci Technol 65(0): 78-89.

[5] Bahaadini R, Saidi A (2019) Aerothermoelastic flutter analysis of pre-twisted thin-walled rotating blades reinforced with functionally graded carbon nanotubes. Eur J Mech A-Solid 75(0): 285-306.

[6] Abdullatif M, Mukherjee R (2019) Divergence and flutter instabilities of a cantilever beam subjected to a terminal dynamic moment. J Sound Vib 1(1): 1-18.

[7] Chai YY, Song ZG, Li FM (2017) Active aerothermoelastic flutter suppression of composite laminated panels with time-dependent boundaries. Compos Struct 179: 61-76.

[8] Gee DJ, Sipcic SR (1999) Coupled thermal model for non-linear panel flutter. AIAA J 37(5): 624-649.

[9] Li H, Motamedi P, Hogan J (2019) Characterization and mechanical testing on novel (γ + α2) – TiAl/Ti3Al/Al2O3 cermet. Mat Sci Eng A-Struct 750: 152-163.

[10] Wang X, Gao J, Hua H, Zhang H, Liang L, Javaid K, Wang L (2017) High-temperature tolerance in WTi-Al2O3 cermet-based solar selective absorbing coatings with low thermal emissivity. Nano Energy 37: 232-241.

[11] Li F, Song Z, Sun C (2015) Aeroelastic properties of sandwich beam with pyramidal lattice core considering geometric nonlinearity in the supersonic airflow. Acta Mech Solida Sin 28(6): 639-646.

[12] Zhang ZJ., Han B, Zhang QC, Jin F (2017) Free vibration analysis of sandwich beams with honeycomb-corrugation hybrid cores. Compos Struct 171: 335-344.

[13] Song ZG, Li FM (2016) Flutter and buckling characteristics and active control of sandwich panels with triangular lattice core in supersonic airflow. Compos Part B-Eng 108: 334-344.

[14] Eloy F, Gomes G, Ancelotti JR A, Cunha JR, Bombard A, Junqueira D (2018) Experimental dynamic analysis of composite sandwich beams with magnetorheological honeycomb core. Eng Struct 176: 231-242.

[15] Boucher MA, Smith CW, Scarpa F, Rajasekaran R, Evans KE (2013) Effective topologies for vibration damping inserts in honeycomb structures. Compos Struct 106: 1-14.

[16] Sakar G, Bolat FC (2015) The free vibration analysis of honeycomb sandwich beam using 3D and continuum model. Int J Mech Mechatronics Eng  9(6): 1077-1081.

[17] Mukhopadhyay T, Adhikari SS (2016) Free-vibration analysis of sandwich panels with randomly irregular honeycomb core. J Eng Mech 06016008: 1-5.

[18] McAdam GD (1967) The mechanical properties of cermets with a metallic matrix. Powder Metall 10(20).

[19] Ruzzene M, Scarpa F (2003) Control of wave propagation in sandwich beams with auxetic core.J Intel Mater Sys Struct14:443-453.

[20] Mead DJ, Markus SS (1969) The forced vibration of a three-layer, damped sandwich beam with arbitrary boundary conditions. J Sound Vib 10(2): 163-175.

[21] Rao SS (2007) Vibration of continuous systems. 5th edn. John Wiley & Sons, Inc, New Jersey.

[22] Hasheminejad SM, Nezami M, Aryaee Panah ME (2012) Supersonic flutter suppression of electrorheological fluid-based adaptive panelsresting on elastic foundations using sliding mode control. Smart Mater Struct21(045005).

[23] Dorsey JT (2002) Metallic thermal protection system technology development: Concepts, requirements and assessment overview. 40th Aerospace Science Meeting, AIAA2002-0502.

[24] Esen I (2011) Dynamic response of a beam due to an accelerating moving mass using moving finite element approximation. Math Comput Appl 16(1): 171-182.