ارتعاشات ورق ساندويچي با هسته نانوكامپوزيت و رويه هاي مگنتوستريكتيو به همراه سيستم كنترل پسخورد

Vibration Analysis of Polymer Nanocomposite- Magnetostrictive Faced Sandwich Plate Including Feedback Control System

اين مقاله به بررسي ارتعاشات در يك ورق ساندويچي متشكل از دو رويه از جنس مواد مگنتوستريكتيو و هسته كامپوزيتي مي پردازد. هسته كامپوزيتي با نانوالياف از جنس نانولوله هاي كربني تقويت شده است و خواص آن به كمك روش اختلاط و روابط ميكرومكانيكي محاسبه مي شود. رويه ها تحت تاثير يك ميدان مغناطيسي خارجي مگنتيزه شده و كوپل مگنتومكانيكي در آن اتفاق مي افتد در اين شرايط به كمك يك سيستم كنترلي متاثر از پارامتر تنظيم كننده فركانس مي توان فركانس ارتعاشات سازه را تغيير داد و از آن براي كنترل ارتعاشات استفاده نمود. معادلات حركت در سه لايه، به كمك تئوري برشي مرتبه سوم با عنوان تئوري ردي، روش انرژي و اصل هاميلتون استخراج مي شود. براي محاسبه فركانس ارتعاشات ورق ساندويچي از روش تفاضل مربعات ديفرانسيلي استفاده مي شود. اين روش عددي به كمك ضرايب وزني نتايج مطلوب و نزديك به حل دقيق را ارائه مي دهد. يافته هاي اين تحقيق اثر پارامتر تنظيم كننده ارتعاشات و خواص هندسي ورق كامپوزتي را بر فركانس ارتعاشات سازه نشان مي دهد. نتايج اين پژوهش مي تواند در صنايع دريايي، هوافضا و عمران مورد استفاده قرار گيرد.

In this research, the free vibration of a sandwich plate made of smart magnetostrictive face sheets and polymer composite core is studied. The effective elastic properties of carbon nanotube-reinforced composite are obtained by the rule of the mixture and micromechanical approach. A feedback control system follows the magnetization effect of Terfenol-D films on the vibration characteristics of a sandwich plate. Considering velocity feedback control gain value, the dimensionless frequency of sandwich plate can be changed to desired values due to magneto-mechanical coupling in magnetostrictive materials. The equations of motions are derived using Reddy’s third-order shear deformation theory, energy method, and Hamilton’s principle. The differential quadrature method (DQM) as a numerical method is used for calculating the vibration frequency of the sandwich plate. This numerical method presents the optimal results using weighting coefficients. The findings of this study show the effect of the vibration control system and geometrical properties of the composite sheet on vibration frequency of structures. These findings can be used in marine, aerospace, and civil industries.