مطالعه ارتعاش آزاد پوسته ‌‌استوانه‌ای چرخان از جنس هسته متخلخل‌‌تقویت‌شده و رویه‌ مگنتوالکتروالاستیک با پارامترهای عدمقطعیت در محیطحرارتی

Abstract

در این پژوهش تحلیل ارتعاش آزاد برای یک پوسته استوانه‌ای دولایه دوار به کمک تئوری مرتبه اول برشی انجام شده است. این پوسته متشکل از لایه داخلی مدرج متخلخل و تقویت‌شده با گرافن و رویه مگنتوالکتروالاستیک بوده و تحت اثر محیط حرارتی قرار دارد. شرایط مرزی دو انتهای پوسته را بدلیل وجود یاتاقان‌هائی که از حرکت عرضی جلوگیری می‌کنند می‌توان بصورت دوسر مفصل درنظرگرفت. در ابتدا، فرکانس طبیعی مودهای پیش‌رونده و پس‌رونده ارتعاش آزاد پوسته دوار کامپوزیتی با خواص کاملا معین محاسبه شده و با نتایج سایر مقالات صحت‌سنجی شده است. سپس تاثیر سرعت دورانی، عدد مود، تغییردما، میزان تخلخل و کسرجرمی گرافن بر نتایج مورد بررسی قرار گرفته است. سپس این مطالعه به دنبال بررسی تاثیر عدم‌قطعیت‌ها در خواص لایه مگنتوالکتروالاستیک بر ارتعاش آزاد پوسته استوانه ای دوار و در معرض پتانسیل‌های الکتریکی و مغناطیسی است. در این حالت عدم قطعیت‌های مدول الاستیک، ضریب پیزوالکتریک و پیزومغناطیس لایه هوشمند، با استفاده از عدد فازی متقارن گوسی مرتبط می‌شوند. معادلات حاکم برای ارتعاش آزاد مدل نامعین با ترکیب اصل همیلتون و فرم پارامتری دوگانه اعداد فازی به‌دست می‌آیند؛ سپس فرکانس‌های طبیعی مدل‌ نامعین با استفاده از رویکرد ناویر محاسبه می‌شوند. ارتعاشات آزاد نیز با محاسبه محدوده فرکانس‌ طبیعی در رابطه با پارامترهای نامعین مختلف بررسی شده‌اند. نتایج عددی نشان داده است که وجود تخلخل فرکانس‌های طبیعی را افزایش می‌دهد. در سرعت دوران صفر، دوبرابر کردن میزان تقویت‌کننده گرافنی منجر به افزایش 21% ، 26% و 33% به ترتیب در فرکانس مودهای اول، دوم و سوم شده است؛ در حالی که در سرعت دورانی بیشینه، دوبرابر کردن گرافن تقویتی منجر به افزایش 14% ، 4/5% و 3/3% به ترتیب در فرکانس مودهای اول، دوم و سوم شده است. در مورد خواص دارای عدم قطیت نیز، محدوده فرکانس طبیعی با افزایش پتانسیل الکتریکی اندکی کاهش یافته است اما با افزایش پتانسیل مغناطیسی به‌شدت افزایش داشته است.