تحليل ورق ساندويچي با رويه هاي چند لايه مركب و هسته هوشمند مگنتورئولوژيكال تحت ضربه سرعت پايين

Analysis of laminated composite sandwich plates with magnetorheological fluid core under low velocity impact

يكي از روش‌هاي كاهش ارتعاشات در سازه‌ها، اضافه نمودن يك لايه نازك از مواد ويسكوالاستيك به سازه است. با استفاده مناسب از مواد ويسكوالاستيك در سازه، مي‌توان ضريب استهلاك مودال را افزايش داد و از ارتعاشات نامطلوب كه يكي از دلايل خستگي و خرابي سازه‌ها است، كاست. در مقاله حاضر پاسخ ورق ساندويچي با هسته مايع هوشمند مگنتورئولوژيكال به ضربه‌ي سرعت پايين مورد بررسي قرار گرفته است. معادلات حركت ورق مستطيلي ساندويچي به كمك اصل هاميلتون استخراج شده و مساله ارتعاشات آزاد ورق به كمك روش نوير به صورت تحليلي حل شده است. روابط تئوري كلاسيك ورق براي تحليل رفتار مكانيكي رويه‌هاي مركب استفاده شده است. براي مدل‌سازي هسته تنها انرژي كرنشي مربوط به برش لحاظ شده است و رفتار ويسكوالاستيك مايع مگنتورئولوژيكال با مدول برشي مختلط وابسته به شدت ميدان مغناطيسي نشان داده شده است. همچنين، نيروي برخورد به كمك مدل جرم و فنر دو درجه آزادي به صورت تحليلي بدست آمده است. براي سه نوع لايه‌چيني مختلف، تاريخچه نيروي ضربه و تغييرات بيشينه مقدار نيروي ضربه و زمان متناسب با آن با تغيير شدت ميدان مغناطيسي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج تغييرات قابل توجه در بيشينه مقدار نيروي ضربه و زمان متناسب با آن با تغيير شدت ميدان مغناطيسي را نشان مي‌دهد.

One of the common ways to reduce vibration in the structures is to add a thin viscoelastic material layer to the structure. By appropriate use of viscoelastic materials one may increase modal loss factor of the structure and reduce unfavorable structural vibration which is a main cause of fatigue and failure in the structures. In this paper, low velocity impact response of sandwich plate with magnetorheological fluid core is investigated. Hamilton principal is used to obtain the governing equation of motion for sandwich plate. Free vibration problem of the sandwich plate is solved using the Navier solution method. Classical lamination theory is used to analyze the mechanical behavior of the composite laminate in the facesheet. Only shear strain energy of the core is considered and viscoelastic behavior of the MR material was described by complex shear modulus approach as a function of magnetic field intensity. Furthermore, analytical solution for impact force is obtained by a two degree of freedom spring mass model. For three different stacking sequence of face layers, contact for history and variation of maximum impact force and its corresponding time by magnetic field intensity is investigated. The results show considerable effect of variation in magnetic field intensity on maximum impact force and its corresponding time.