بررسی عددی رفتار ارتعاش آزاد تیرهای خمیده مرکب تقویت شده با نانولوله‌های کربنی به کمک جزء خمیده دو گرهی

Abstract

در این پژوهش، یک جزء محدود خمیده به منظور بررسی ارتعاش طبیعی تیرهای خمیده در محدوده‌ی کشسان، با درنظر گرفتن تغییرشکل‌های برشی مرتبه اول تیر تیموشنکو به منظور دستیابی به دقت بالا و به کارگیری شمار کم‌تر جزءها ارائه می‌شود. ماده در نظر گرفته شده برای این جزء، ماده مرکب تقویت‌شده با نانولوله‌های کربنی (CNT) همراه با اثر جمع‌شدگی می‌باشد. ابتدا با درنظر گرفتن توابع اولیه چندجمله‌ای تغییرشکل‌های محوری، برشی و دورانی برای یک جزء سه‌گرهی به رابطه‌سازی اجزاء محدود پرداخته می‌شود و به دنبال آن ماتریس سختی جزء برپا می‌گردد. سپس، جهت ساده‌سازی ماتریس سختی و کم‌سازی درجات آزادی، بوسیله روش تراکم‌سازی استاتیکی، گره میانی جزء به نحوی حذف می‌گردد که اثر آن در درجات آزادی باقی‌مانده‌ در دو گره ابتدا و انتها، در نظر گرفته شود. بدین‌ترتیب تعداد درجات آزادی جزء از 9 به 6 کاهش می‌یابد. این تحقیق شامل پیکربندی‌های مکانیکی، هندسی و مرزی متنوعی برای ارزیابی ویژگی‌های ارتعاش طبیعی این تیرهای مرکب است و به طور قابل توجهی به پیشرفت درک ما از دینامیک ارتعاشی ذاتی در این تیرها کمک می‌کند. در پایان نمونه‌های عددی سنگ‌نشان به منظور ارزیابی دقت و توانایی این روش مورد بررسی قرار خواهند گرفت و با مطالعه پارامتری تاثیر متغیرهای مختلف بر ارتعاش طبیعی اینگونه تیرها ارزیابی می‌گردد.