تأثیر فشار ستون سیال بر فرکانس‌های طبیعی قطاع دایروی توخالی از جنس مواد تابعی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران.

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصرالدین طوسی، تهرا ن.

3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهرا ن.

4 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران

doi
10.22068/jstc.2021.531588.1731
چکیده

در این تحقیق، تأثیر فشار دینامیکی سیال بر روی ارتعاشات خطی قطاع دایروی توخالی از جنس مواد تابعی بررسی شده است. تجزیه و تحلیل ورق براساس نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول و با در نظر گرفتن اثرات اینرسی دورانی و نیروهای برشی انجام شده است. معادلات حاکم بر حرکت ورق با درنظر گرفتن انرژی‌های جنبشی و پتانسیل و استفاده از اصل همیلتون استخراج گردیده است. همچنین، فشار وارد شده از سیال به ورق با استفاده از حل تابع پتانسیل سرعت سیال و برابری سرعت در سطح تماس سیال و قطاع بر حسب جابه‌جایی عمودی قطاع تعیین شده است. شکل مدهای فرضی بر اساس ارضای شرایط مرزی ورق در نظر گرفته شده است. با جایگذاری مدهای فرضی، پاسخ هارمونیک و استفاده از روش گالرکین، معادله حاکم به معادله مشخصه تبدیل شده و فرکانس طبیعی ورق بدست آمده است. با استفاده از روش نیمه‌تحلیلی مورد استفاده در این پژوهش تمامی حالت‌های شرایط مرزی قابل بررسی می‌باشند. در ادامه، نتایج عددی برای یک ورق نمونه ارائه شده و تأثیر پارامترهایی مانند زاویه قطاع، شرایط مرزی، چگالی سیال و ارتفاع سیال بررسی شده است. در پایان نتایج به‌دست آمده بدون در نظر گرفتن سیال با پژوهش‌های پیشین، و درحالت تماس با سیال با نرم افزار المان محدود انسیس اعتبار سنجی شده‌ است.