عنوان مقاله :
تحليل ارتعاشات آزاد ورق‌هاي تاخورده مورب مركب تقويت‌شده با نانولوله‌هاي كربني به صورت مدرج تابعي با استفاده از رويكرد آيزوژئومتريك
عنوان به زبان ديگر :
Free vibration analysis of functionally graded carbon nanotubes reinforced composite skew folded plates using the isogeometric approach
پديد آورندگان :
محمدي، حسن دانشگاه صنعتي شيراز - دانشكده مهندسي مكانيك و هوا فضا، شيراز، ايران , ستوده، عليرضا دانشگاه صنعتي شيراز - دانشكده مهندسي مكانيك و هوا فضا، شيراز، ايران
كليدواژه :
تحليل آيزوژئومتريك , روش نوار خمشي , ورق‌هاي مورب , ورق‌هاي تاخورده , نانولوله‌هاي كربني
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، يك رويكرد بر مبناي روش آيزوژئومتريك جهت مطالعه رفتار ارتعاشات آزاد ورق‌هاي تاخورده مورب مركب تقويت‌شده با نانولوله‌هاي كربني به صورت مدرج تابعي توسعه داده شده است. در اين روش از توابع پايه بي‌اسپيلاين كسري غيريكنواخت به منظور تقريب هندسه و همچنين ميدان تغييرمكان استفاده مي‌گردد. اين ورق‌ها به وسيله نانولوله‌هاي كربني تك‌جداره تقويت شده‌اند كه فرض مي‌شود توزيع اين نانولوله‌ها در امتداد ضخامت ورق به صورت مدرج تابعي با الگوهاي مختلف است. خواص مكانيكي موثر ورق‌هاي تاخورده مورب مركب به كمك قاعده مخلوط‌هاي اصلاح‌شده محاسبه گرديده است. مدلسازي ورق تاخورده مورب با دو وصله نربز انجام گرفته است كه از نقاط قوت پژوهش مي‌باشد. معادلات حاكم بر هر وصله بر مبناي تئوري ورق كلاسيك استخراج گرديده و سپس با استفاده از توابع پايه نربز گسسته‌سازي شده‌اند. فرم نهايي معادلات گسسته، پس از انتقال ماتريس‌هاي الماني هر وصله با استفاده از يك تبديل مختصاتي مناسب و سپس اعمال شرايط پيوستگي در مرز بين وصله‌ها به كمك روش نوار خمشي ايجاد شده است. سپس، چندين مثال عددي براي اثبات دقت و اعتبار فرمول‌بندي پيشنهادي تهيه شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه رويكرد حاضر مي‌تواند با دقت زيادي فركانس‌هاي طبيعي ورق تاخورده مورب را با هزينه محاسباتي كم پيش‌بيني نمايد. در نهايت يك مجموعه نتايج جديد براي پارامترهاي مختلف هندسي و مادي ورق تاخورده مورب ارائه گرديده است.
چكيده لاتين :
In this research, an approach based on the isogeometric method is developed to study the free vibration behavior of functionally graded carbon nanotubes reinforced composite skew folded plates. In this method, non-uniform rational B-splines basis functions are used for approximation of the geometry as well as the displacement field. The plates are reinforced by single-walled carbon nanotubes which are assumed to be graded through the thickness direction with different distribution patterns. The effective mechanical properties of composite skew folded plates are captured by the modified rule of mixtures approach. Modeling of the skew folded plate is accomplished by two non-uniform rational B-splines patches which is one of the strengths of the research. The equations of motion of each patch are derived based on classical plate theory and then are discretized using non-uniform rational B-splines basis functions. The final form of the discretized equations is generated after the transformation of the element matrices of each patch and then applying the continuity conditions along the boundary of the patches with the aid of the bending strip method. Afterward, several numerical examples are provided to prove the accuracy and reliability of the proposed formulation. The results exhibit that the present approach can precisely predict the natural frequencies of skew folded plates with a low computational cost. Eventually, a set of new results are presented for different geometrical and material parameters of the skew folded plate.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك اميركبير
