ارتعاشات آزاد ورق‌های نانوکامپوزیتی متخلخل مدرج تابعی تقویت شده با نانوتراشه‌های گرافنی با اشکال هندسی مختلف روی بستر الاستیک با روش تحلیلی پی‌ریتز

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران.

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.

doi
10.22060/mej.2022.20132.7174
چکیده

در این مطالعه، ارتعاشات آزاد ورق‌های نانوکامپوزیتی متخلخل مدرج تابعی تقویت شده با نانوتراشه‌های گرافنی در اشکال هندسی مستطیلی، مثلثی و بیضوی بر روی بستر الاستیک در شرایط مرزی مختلف مورد تحلیل و بررسی قرار می‌گیرد. از تئوری ورق مرتبه اول برشی برای مدلسازی ورق و از مدل پاسترناک برای مدلسازی بستر الاستیک استفاده می‌شود. سه نوع توزیع نانو‌تراشه گرافنی و سه نوع توزیع تخلخل در راستای ضخامت برای ورق نانوکامپوزیتی در نظر گرفته می‌شود. خواص مؤثر مادی نانوکامپوزیت با استفاده از یک مدل میکرومکانیکی بدست می‌آید. با نوشتن فانکشنال انرژی سیستم و بکارگیری روش تحلیلی پی‌ریتز، نتایج عددی برای بررسی اثرات ضریب تخلخل، درصد وزنی نانوتراشه‌های گرافنی، پارامترهای بستر الاستیک و همچنین نسبت طول به عرض و ضخامت ورق بر فرکانس طبیعی ارائه می‌شود. نشان داده می‌شود که ورق با الگوی توزیع تخلخل غیریکنواخت و متقارن نوع اول و چیدمان نوع اول نانوتراشه‌های گرافنی دارای بیشترین فرکانس طبیعی است. همچنین، با افزایش ضریب تخلخل، فرکانس طبیعی ورق برای تمامی الگو‌های توزیع نانوتراشه‌های گرافنی کاهش می‌یابد.