تحلیل خمش و ارتعاش آزاد نانو ورق مدرج تابعی با استفاده از نظریه ورق مرتبه بالای مثلثاتی

Abstract

در این مقاله خمش و ارتعاش آزاد نانو ورق مدرج تابعی با استفاده از یک نظریۀ ورق مرتبه بالای مثلثاتی جدید بررسی شده است. معادلات حاکمه با استفاده از اصل همیلتون استخراج گردیده و سپس حل دقیق خمش و ارتعاش آزاد نانو ورق مستطیلی با شرط مرزی ساده به کمک روش ناویر به دست آمده است. همچنین ازنظریۀ غیرمحلی برای لحاظ اثرات اندازه استفاده شده است. خواص مکانیکی نانو ورق مدرج تابعی با تابع توانی در راستای ضخامت تغییر می‌کند. به منظور تأیید دقت نظریۀ ارائه شده، نتایج حاصل از حل حاضر با نتایج موجود مقایسه شده است و مطابقت بسیار خوبی حاصل گردیده است. همچنین، اثرات نسبت طول به ضخامت، نسبت ابعادی درون صفحه ای و پارامتر غیرمحلی روی رفتار خمشی و ارتعاش آزاد نانو ورق بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که لحاظ پارامتر غیرمحلی در معادلۀ حاکمه یا افزایش مقدار شاخص توانی، باعث کاهش بسامد طبیعی و افزایش خیز نانو ورق می‌شود و به عبارت دیگر موجب کاهش سفتی نانو ورق می‌گردد. در ضمن با افزایش طول نانو ورق یا نسبت ابعادی، تأثیر پارامتر غیرمحلی و اثرات اندازه کاهش می‌یابد. همچنین، نظریه ارائه شده علاوه بر ارائه جوا بهای دقیق خمش و ارتعاش آزاد برای نانو ورق ضخیم و نسبتاً ضخیم با هزینه محاسباتی کم، توزیع سهمیوار تنش برشی درون ضخامت را پیش بینی می‌کند.