بررسي اثرات پارامترهاي هندسي و فيزيكي مهم بر ارتعاشات آزاد و نيروي ضربه براي ورق ساندويچي با هسته انعطاف‌پذير هوشمند

Effects of important geometrical and physical parameters on free vibration and impact force for sandwich plates with smart flexible cores

در مقاله حاضر، اثر پارامترهاي هندسي و فيزيكي بر پاسخ ارتعاشات آزاد و ضربه يك ورق ساندويچي سه لايه با هسته انعطاف‌پذير با خاصيت تحريك مغناطيسي تحقيق شده است. فركانس‌ها و ضرايب استهلاك سازه‌اي براي چهار مود اول ارتعاشي براي ورق با ضخامت‌هاي هسته، شدت‌هاي ميدان مغناطيسي و ضرايب منظري متفاوت بدست آمده است. ماده هوشمند با قابليت تحريك مغناطيسي در شدت ميدان‌هاي مغناطيسي مختلف، خواص متفاوتي از خود نشان مي‌دهد. معادلات حركت ورق مستطيلي ساندويچي به كمك اصل هاميلتون استخراج شده و نتايج حل معادلات با استفاده از روش حل تحليلي سيستماتيك بدست آمده است. تابع نيروي ضربه به كمك مدل جرم و فنر دو درجه آزادي به صورت تحليلي بدست آمده است. فركانس طبيعي پايه بدست آمده در حل مقدار ويژه، در محاسبه جرم معادل ورق در مدل جرم و فنر استفاده شده است. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد كه با تغيير سيستماتيك شدت ميدان مغناطيسي هسته مياني، با افزايش نسبت ضخامت هسته به ضخامت ورق و با افزايش نسبت طول به ضخامت ورق مي‌توان به ترتيب مقدار سفتي، ضريب استهلاك سازه‌اي و ماكزيمم نيروي برخورد را تغيير داده و كنترل كرد.

In this article, the effects of important physical and geometrical parameters on free vibration and impact response of a three-layer sandwich plate with magneto rheological smart core were investigated. The natural frequencies and structural loss factors for the first four mode shapes and different core thicknesses, magnetic fields and aspect ratios, were obtained. The magneto rheological (MR) material shows different properties when it was subjected to different magnetic fields. The governing equations of motion were obtained using Hamilton’s principle. The results were obtained by the systematic analytical solution. Using the two degrees of freedom mass-spring model, the contact force function can be obtained analytically. The obtained natural frequency from Eigen value problem was used for calculating of equivalent mass of the plate in spring mass model. The results show that with systematic variation of magnetic field and with increasing the ratio of core thickness to the plate thickness and also with increasing the ratio of length to the plate thickness, the stiffness, structural loss factor coefficient and maximum contact force can be changed and controlled, respectively.