تحليل ارتعاشات پوسته مخروطي ساندويچي با هسته هدفمند متخلخل در بارگذاري حرارتي مختلف

Vibration analysis of truncated conical sandwich shell with porous FG core in different thermal loading

به دليل كاربرد گسترده پوسته‌هاي مخروطي ساندويچي در صنايع پيشرفته، بررسي رفتار مكانيكي اين سازه‌ها امري ضروري است. در اين تحقيق، براي اولين بار، با در نظر گرفتن انعطاف‌پذيري هسته در تئوري مرتبه بالاي پوسته‌هاي ساندويچي، رفتار ارتعاشي پوسته مخروطي ناقص ساندويچي كه شامل هسته هدفمند متخلخل و رويه‌هاي همگن است، در توزيع دماهاي مختلف بررسي شده است. خواص مواد رويه ها و هسته وابسته به دما در نظر گرفته شده و تغييرات خواص مواد هدفمند به كمك قانون تواني كه با در نظر گرفتن دو مدل توزيع تخلخل اصلاح شده، نشان داده مي‌شود. با استفاده از اصل هميلتون و در نظر گرفتن تنش‌هاي درون صفحه‌اي در هسته و رويه‌ها و كرنش غيرخطي ون كارمن هم براي تنش مكانيكي و هم تنش حرارتي، معادلات حركت سازه بدست آمده‌اند. براي حل معادلات در شرايط تكيه‌گاهي ساده از روش گلركين استفاده شده است. براي بررسي اثر تغيير دما در سازه، توزيع دما به صورت يكنواخت، خطي و غيرخطي در نظر گرفته شده است. نتايج تحليل حاضر به منظور صحت سنجي، در حالات خاص با مقالات ديگر و همچنين با نتايج بدست آمده از نرم افزار آباكوس مقايسه شده و همچنين تغييرات فركانس ويژه بي‌بعد نسبت به تغييرات هندسي سازه، تغييرات دما، خواص مواد و تخلخل بررسي شده است.

Due to wide application of conical sandwich shells in the advanced industries, it is nessesary to investigate the mechanical behavior of these structures. In this paper, for the first time, by considering the flexibility of the core in the high order sandwich shells theory, the the vibration behavior of the truncated conical sandwich shells which include a porous FG core and two homogeneous face sheets are investigated in various thermal conditions. Temperature dependent materials are used in the core and the facesheets. The power law rule which modified by considering the two types of porosity volume fractions are applied to model the gradually variation of FGMs. By applying Hamilton's energy principle, considering the in-plane stresses in the core and the faces, and nonlinear von-karman strains for both mechanical and thermal stresses, the governing equations of motion are obtained. A Galerkin procedure are used to solve the equations in a simply supported boundary condition. Uniform, linear and nonlinear temperature distributions are used to model the effect of the temperature changing in the sandwich shell. To verify the results of these work, they are compared with FEM results obtained by Abaqus software and for special cases with the results in literature. Eigen frequencies variations are surveyed versus the temperature changing, geometrical effects, porosities, and some others in the numerical examples