تحلیل ارتعاشات آزاد ورق ساندویچی با هسته مگنتورئولوژیکال و لایه‌هایی از مواد مدرج تابعی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران.

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

doi
چکیده

در این مقاله، به بررسی ارتعاشات یک ورق ساندویچی پرداخته می‌شود که دارای هسته‌ای با ویژگی‌های مگنتورئولوژیکال و لایه‌های فوقانی و تحتانی از مواد پیزوالکتریک هدفمند است. در این ساختار، هسته و لایه‌ها به ترتیب تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی واکنش نشان می‌دهند. برای استخراج معادله ساختاری این ورق، ابتدا روابط ویژه هر لایه به طور جداگانه با استفاده از تئوری ورق کلاسیک بیان شده است. سپس با استفاده از روش انرژی و اصل همیلتون، معادلات دیفرانسیلی حاکم بر حرکت سیستم به دست آمده است. به دلیل وجود کوپل در معادلات، از روش ناویر که قابلیت تحلیل شرایط مرزی ساده را دارد، برای حل استفاده شده است. در نهایت، تأثیر عوامل مختلفی چون نوع ماده مگنتورئولوژیکال به عنوان هسته، نسبت ضخامت هسته به لایه‌ها، و شدت میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی بر فرکانس‌های طبیعی بی‌بعد ورق ساندویچی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که اعمال میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی تأثیر قابل توجهی در افزایش فرکانس‌های طبیعی بی‌بعد ورق دارد. همچنین، افزایش ضخامت لایه و نسبت طول به عرض ورق منجر به کاهش فرکانس طبیعی می‌شود. از میان سه نوع هسته مورد بررسی، نتایج نشان‌دهنده استحکام بیشتر هسته نوع دوم در ساختار ساندویچی است. یافته‌های این تحقیق می‌تواند در صنایع مختلفی از جمله نفت، گاز، پتروشیمی، هوافضا، دریایی و خودروسازی مورد استفاده قرار گیرد.