اثر تغییرات دما و توزیع جرم در تعیین شکل بهینه لایه میرایی مقید موضعی برای تیر

Abstract

در پژوهش حاضر، رفتار ارتعاشی تیر با لایه میرایی مقید ویسکوالاستیک بررسی شده و اثر تغییر دما و جرم صلب در تغییر طرح بهینه برای لایه میرایی مقید، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای مدل‌سازی هسته از چندجمله‌ای‌های درجه دو و سه به‌ترتیب برای جابجای‌های بیرون‌صفحه‌ای و درون‌صفحه‌ای استفاده شده و لایه‌های بیرونی بالا و پایین با استفاده از مدل اویلر- برنولی مدل‌سازی شده‌اند. با استفاده از این مدل‌سازی، امکان درنظرگرفتن اثر کرنش نرمال راستای ضخامت برای لایه میانی (هسته) فراهم شده و مدل برای ضخامت‌های بالای هسته نیز قابل اعمال خواهد بود. برای حل مساله نیز از روش المان محدود با المان‌های سه‌گرهی استفاده شده است. در بیان رفتار ماده ویسکوالاستیک از مدول برشی مختلط وابسته به فرکانس و دما و همچنین فرض ایزوتروپ‌بودن استفاده شده است. این وابستگی به فرکانس و دما با استفاده از نمودارهای حاصل از نتایج تجربی که در مراجع مربوطه ارایه شده، به‌دست آمده است. مطالعات عددی انجام‌شده شامل بررسی تغییرات میرایی و دامنه پاسخ هارمونیک با ضخامت هسته و لایه مقیدکننده در دماهای مختلف است که نشان‌دهنده تغییر قابل توجه ناحیه مربوط به طرح بهینه و همچنین تغییر میرایی بیشینه سازه با تغییر دما است. بر این اساس، آگاهی از محدوده تغییرات دمایی محیط کارکرد سازه برای طراحی بهینه لایه میرایی مهم خواهد بود. در مطالعات عددی، همچنین اثر افزوده‌شدن جرم صلب به سازه در تغییر طراحی بهینه مورد بررسی قرار گرفته که نتایج حاصل نشان‌دهنده لزوم درنظرگرفتن همه جرم‌های اضافه‌شده قبل از طراحی لایه میرایی مقید است.