تحلیل ارتعاشات آزاد ورق چند لایه کامپوزیتی متعامد هیبریدی با استفاده از روش حل تربیع تفاضلی تعمیم یافته

Abstract

با توجه به کاربرد‌های گسترده صنعتی ورق‌های چند لایه مرکب بر روی بستر الاستیک موضعی، بررسی و تحلیل ارتعاشات سازه تحت بار صفحه‌ای از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق برای اولین بار این موضوع مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین لازم به ذکر است نوآوری پژوهش حاضر، اعمال بستر الاستیک جزیی در تحلیل ارتعاشات آزاد ورق چند لایه کامپوزیتی هیبریدی می‌باشد که قبلا کمتر به این موضوع پرداخته شده است. مدل‌سازی رفتار سیستم، با استفاده از مدل ورق نسبتاً ضخیم انجام شده‌ است. در این پژوهش معادلات و شرایط مرزی با استفاده از اصل همیلتون استخراج و روش تحلیلی ناویر و تربیع تفاضلی تعمیم‌یافته جهت حل معادلات استفاده‌ شده است. ازآن‌جایی‌ که حل معادلات ورق بر روی بستر الاستیک موضعی از پیچیدگی خاصی برخوردار است، لذا در این پژوهش برای اولین بار مدل‌سازی بستر الاستیک موضعی بر روی سازه با استفاده از تابع هویساید انجام شده است. سپس فرکانس‌های طبیعی با استفاده از روش حل تربیع تفاضلی تعمیم‌یافته به صورت تحلیلی به‌دست آمده است. ضمنا به ازای شرایط مرزی مختلف، شکل مود‌های سازه نیز بدست‌ آمده است. اثرات پارامتر‌های مختلفی مانند نسبت طول به عرض، لایه چینی، تغییر نسبت ضخامت هسته به ضخامت کل، تغییر سفتی و محل بستر الاستیک از سرتاسری به موضعی بر روی رفتار ارتعاشی ورق با بستر الاستیک موضعی مورد بررسی قرارگرفته است. مشخص شد که با افزایش نسبت a/b و a/h فرکانس طبیعی سازه کاهش می‌یابد.