تحليل ارتعاشات آزاد پوسته هاي مخروطي كامپوزيتي مشبك

Free vibration analysis of grid stiffened composite conical shells

سازه هاي مخروطي كامپوزيتي به عنوان اجزاي تشكيل دهنده سازه اي در صنايع هوافضا و دريايي و مهندسي عمران استفاده مي شوند. در اين تحقيق ارتعاشات آزاد مخروط كامپوزيتي مشبك با تكيه گاه ساده مطالعه شده است. تاكنون مطالعه روي آناليز ارتعاشي اين گونه از سازه ها انجام نشده است. از روش تحليلي- تقريبي معادل سازي براي معادل كردن سفتي تقويت كننده ها استفاده شده كه در آن تقويت كننده ها به صورت تير در نظر گرفته شدند. اين تقويت كننده ها قادر به تحمل نيروهاي برشي و ممان خمشي نسبت به بارمحوري وارده مي باشند. مسير ژئودزيك براي تقويت كننده ها انتخاب و معادلات مربوط به آناليز ارتعاشي بر مبناي تئوري دانل استخراج شده اند. از روش ريتز براي حل معادلات و استخراج فركانس هاي طبيعي استفاده شد. يك مدل سه بعدي در نرم افزار آباكوس تهيه و نتايج حاصل از تحليل با نتايج حاصل از نرم افزار آباكوس مقايسه شد. مقايسه ها توافق خوبي را نشان دادند. اثر تغيير پارامترهاي هندسي و تغيير در زاويه بين تقويت كننده ها روي فركانس ارتعاشات بررسي شد. نتايج حاضر جديد بوده و مي تواند به عنوان مبنايي براي مطالعات آتي مورد استفاده قرار گيرد.

Laminated composite conical shells are used as components of aerospace, marine industries and civil engineering structures. In this research free vibration of grid stiffened composite conical shell with imply support boundary condition is studied. No study has yet been done on vibration analysis of these tructures. Smeared method is employed to superimpose the stiffness contribution of the stiffeners with those of shell in order to obtain the equivalent stiffness parameters of the whole structure. The tiffeners are considered as a beam and support shear loads and bending moments in addition to the axial loads. Geodesic path is applied to the stiffeners. Equations were derived using classical shell theory of Donnell type and were solved using energy functional with the Rayleigh-Ritz method. A 3D finite element model was built using ABAQUS software. Results were compared and validated for grid stiffened structure with ABAQUS software. Comparisons and validations revealed good agreements. The effects of shell eometrical parameters and variations in the cross stiffeners angle on the natural frequencies were investigated. Results given are novel and can be used as a benchmark for further studies.