بررسي اثر تخلخل بر روي رفتار ارتعاشات آزاد سازه هدفمند ساندويچي

Investigation of the porosity influence on the free vibration behavior of functionally graded sandwich structures

در اين پژوهش اثر متخلخل بودن ماده هدفمند بر روي رفتار ارتعاشات آزاد صفحه ساندويچي با رويه‌هاي پيزوالكتريك و هسته هدفمند مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. يك تابع تغييرشكل برشي هايپربوليك جديد در اين پژوهش ارائه شده است. خواص مواد هدفمند با توزيع توان تابع تغييرات خواص در راستاي ضخامت تغيير مي‌كند. ساختار مواد متخلخل داراي حفره و منفذ هستند. از اين رو در اين پژوهش، يك مدل متخلخل خطي و دو مدل متخلخل غيرخطي در نظر گرفته شده است. معادلات ديفرانسيل حاكم با استفاده از اصل هميلتون استخراج شده است. معادلات بدست آمده با استفاده از روش ناوير براي شرايط مرزي ساده حل گرديد. اثرات پارامترهاي مهم هندسي و مكانيكي شامل نسبت ضخامت به طول، نسبت طول به عرض، نسبت ضخامت هسته هدفمند به لايه پيزوالكتريك و اثر پتانسيل الكتريكي بر روي پاسخ فركانس طبيعي ورق ساندويچي با هسته هدفمند متخلخل و رويه‌هاي پيزوالكتريك بررسي شده است. جهت اعتبارسنجي، نتايج تحليلي به دست آمده در اين پژوهش با نتايج ارائه شده در مقالات مقايسه شده ‌است و در اين مقايسه تطابق خوبي حاصل گرديد كه نشان از صحيح بودن تئوري جديد، روند استخراج و حل معادلات است.

In this study, the effect of FG porous on the free vibration behavior of sandwich plate with piezoelectric face sheets and FG core is studied. A new hyperbolic shear deformation function is presented in this paper. The properties of the FG core varied along the thickness according to power law. The properties of the FG material change with the power distribution as a function of the changes in properties along the thickness. The structure of porous materials has cavities and pores. Therefore, in this research, a linear porous model and two types of nonlinear porous models are considered for the property change function. The governing differential equations are derived using the Hamilton principle. The obtained equations were solved using the Navier method for simple boundary conditions. The effects of important geometric and mechanical parameters including thickness to length ratio, length to width ratio, ratio of FG core thickness to piezoelectric face sheets and the effect of electrical potential on the natural frequency response of porous FG sandwich and piezoelectric face sheets have been investigated. To verification, the analytical results obtained in this study are compared with the results presented in the literature, and in this comparison, a good agreement was obtained, which shows the correctness theory, deriving and solving equations.