بررسي فلاتر بال كامپوزيتي مدرج تابعي تقويت شده با نانولوله كربني به همراه جرم افزوده

Flutter Analysis of CNT-Reinforced Functionally Graded Composite Wing with Attached Mass

در اين پژوهش فلاتر بال كامپوزيتي تقويت شده با نانولوله هاي كربني به همراه يك جرم افزوده گسترده تحليل و ارايه مي شود. بال به شكل يك ورق مستطيلي با شرايط مرزي يكسر گيردار مدل شده است. براي تخمين ميدان جابجايي ورق نسبتا ضخيم تئوري برشي مرتبه اول و چندجمله اي هاي چبيشف اعمال شده است. در شبيه سازي اثر جريان هواي فراصوت از تئوري مرتبه اول پيستون استفاده و معادله ديفرانسل حاكم بر سيستم با استفاده از اصل هميلتون استخراج شده است. در اين بررسي چهار نوع مختلف توزيع نانولوله كربني در راستاي ضخامت در نظر گرفته شده است. اين توزيع ها به صورت يكنواخت، كاهشي، كاهشي- افزايشي و افزايشي- كاهشي هستند. در نهايت اثرات اندازه، جرم و محل جرم توزيع شده و همچنين اثرات الگوهاي مختلف توزيع نانولوله كربني و زاويه جهت گيري الياف براي يك كامپوزيت دو لايه پاد متقارن روي مرزهاي فلاتر بال كامپوزيتي تقويت شده با نانولوله كربني مطالعه شده است. در مقايسه هايي كه با نتايج پژوهش هاي پيشين صورت پذيرفت تطابق خوبي مشاهده شد. نتايج نشان دادند كه مرز فلاتر بال با افزايش نسبت جرمي، كاهش و با بيشترشدن طول جرم افزوده، افزايش مي يابد. با زيادشدن زاويه جهت گيري الياف نانولوله كربني در كامپوزيت پادمتقارن مرز فلاتر افزايش مي يابد و براي الگوهاي توزيع مختلف رفتار متفاوتي خواهد داشت

In this study, flutter of functionally graded carbon nanotube (FG-CNT)-reinforced composite wing carrying a distributed patch mass is analyzed and presented. Wing is modeled by a rectangular plate with cantilever boundary conditions in supersonic flow. To evaluate the displacement fields of the moderately thick plate, First-order shear deformation theory (FSDT) and chebyshev polynomials series are applied. In supersonic airflow simulation effect, the firstorder piston theory was used and differential equation governing the system was adapted, using the Hamilton principle. In this study, 4 different types of CNT are considered through the thickness. CNT distribution patterns are as uniform, decreasing, decreasing-increasing, and increasing-decreasing. Finally, the effects of size, mass, and location of the distributed patch mass as well as various CNT distributions and fiber orientation angle in a two-layer antisymmetric composite on flutter boundaries were studies. In comparisons with the results of previous studies, a good agreement is observed. The results showed that the flutter boundary reduced with increasing mass ratio and increased in longer length of added mass. By increasing orientation’s angle of CNT fiber of anti-symmetric composite, the flutter boundary is raised and has different behavior for different distribution patterns.