تحلیل ارتعاشات آزاد پانل استوانه‌ای ساخته‌شده از مواد مدرج تابعی قرار گرفته بر روی بستر الاستیک پاسترناک تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار گروه مکانیک جامدات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان

2 استاد، گروه مکانیک جامدات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان

3 دانشجوی دکترای گروه مکانیک جامدات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان

چکیده

در این مقاله، تاثیر میدان مغناطیسی روی ارتعاشات آزاد پانل استوانه‌ای ساخته‌ شده از مواد مدرج تابعی بر بستر الاستیک پاسترناک با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول برای شرایط مرزی تکیه‌گاه ساده بررسی می‌شود. معادلات حاکمه حرکت با استفاده از اصل همیلتون و روش انرژی بدست می‌آید. سپس این معادلات با استفاده از روش ناویر حل می‌گردد. در این تحقیق تأثیر پارامترهای مختلف شامل نسبت شعاع به طول، نسبت ضخامت به طول و زاویه قطاع پانل استوانه‌ای ساخته‌ شده از مواد مدرج تابعی ، بستر الاستیکو میدان‌های مغناطیسی بر روی فرکانس طبیعی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. مشاهده می‌شود که فرکانس طبیعی پانل استوانه‌ای با افزایش نسبت شعاع به طول، ضخامت به طول، زاویه قطاع پانل استوانه‌ای کاهش می‌یابد، در حالی که پایداری آن با در نظر گرفتن تأثیر بستر الاستیک می‌یابد.همچنین فرکانس طبیعی پانل استوانه‌ ساخته‌ شده از مواد مدرج تابعی با اعمال میدان مغناطیسی افزایش می‌یابد و تاثیر میدان‌های مغناطیسی روی فرکانس‌های طبیعی بالاتر بیشتر از فرکانس‌های طبیعی پایین‌تر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] McGee OG III, Kim JW (2010) Three-dimensional vibrations of cylindrical elastic solids with V-notches and sharp radial cracks.  J Sound Vib.,Vol. 329, pp.457–484.

[2] Shakeri M, Akhlaghi M, Hoseini SM (2006) Vibration and radial wave propagation velocity in functionally graded thick hollow cylinder. Com Struc, Vol. 76, pp. 174–181.

[3] Buchanan GR (2003) Free vibration of an infinite magnetoelectro-elastic cylinder. J Sound Vib, Vol.268, pp. 413–426.

[4] Malla Reddy P, Tajuddin M (2000) Exact analysis of the plane-strain vibrations of thick-walled hollow poroelastic cylinders. Int J  Solid Struc,Vol. 37, pp. 3439–3456.

[5] Wang Y, Xu R, Ding H, Chen J (2010 ) Three-dimensional exact solutions for free vibrations of simply supported magneto-electro-elastic cylindrical panels. Int J Eng Sci,Vol. 48 , pp. 1778–1796.

[6] Ghorbanpour Arani A, Jafari Fesharaki J,  Mohammadimehr M, Golabi S (2010) Electro-magneto-thermo-mechanical Behaviors of a RadiallyPolarized FGPM Thick Hollow Sphere. Jour of Sol Mech, Vol. 2, No. 4, pp. 305-315.

[7] Heyliger PR, Jilani A (1992) The free vibrations of inhomogeneous elastic cylinders and spheres. Inter J  Solid Struc, Vol. 29, pp. 2689–2708.

[8] خرمی کمیل، حسینی هاشمی شاهرخ ارتعاشات آزاد پانل استوانه­ای نسبتاً ضخیم ساخته شده از مواد مدرج تابعی با استفاده از روش مربعات دیفرانسیلی. مجله مهندسی مکانیک مدرس، دوره 11، شماره 2، 1390، ص ص 93-106.

[9] Zhao X, Lee YY, Liew KM (2009) Thermoelastic and vibration analysis of functionally graded cylindrical shells. Int J Mech Sci, Vol. 51, , pp. 694–707.

[10] Farid M, Zahedinejad P, Malekzadeh P (2010) Three-dimensional temperature dependent free vibration analysis of functionally graded material curved panels resting on two-parameter elastic foundation using a hybrid semi-analytic diff quadrature method. Mater.  Design, Vol. 31, pp. 2–13.

[11] Bodaghi M, ShakeriM (2012) An analytical approach for free vibration and transient response of functionallygraded piezoelectric cylindrical panels subjected to impulsive loads. J Com Struc, Vol. 94, pp. 1721–1735.

[12]  Chen Y, Jin G, Liu Zh (2013) Free vibration     analysis of circular cylindrical shell with non-uniform elastic boundary constraints, Int J Mech Sci, Vol. 47, pp. 120–132.

[13]  Neves AMA, Ferreira AJM, Carrera E, Cinefra   M, Roque CMC, Jorge RMN, Soares CMM (2013) Free vibration analysis of functionally graded shells by a higher-order shear deformation theory and radial basis functions collocation, accounting for through-the-thickness deformations, Erope Jour mech A/Sol Com Struc, Vol. 37, pp. 24–34.

[14] Malekzadeh P, Bahranifard F, Ziaee S (2013)  Three-dimensional free vibration analysis of functionally graded cylindrical panels with cut-out using Chebyshev–Ritz method, J Com Struc, Vol. 105, pp. 1–13.

[15] Sheng GG, Wang X (2013) An analytical study of the non-linear vibrations of functionally graded cylindrical shells subjected to thermal and axial loads. Jour Com Struc, J Com Struc, Vol. 97, pp. 261–268.

[16] Vinson JR (2005) Plate and Panel Structures of Isotropic, Composite and Piezoelectric Materials, Including Sandwich Construction.USA, Springer.

[17] Kraus J (1984) Electromagnetics. USA: McGrawHill Inc.