مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهبود تابع شکل تقریب جهت محاسبه حالت های پایدار و فرکانس طبیعی صفحه های مرکب دوپایا با چینش [0/90]

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی اصفهان
2 دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر
چکیده
در این پژوهش پاسخ گرمایی و مشخصه ارتعاشی صفحه های مرکب دوپایا با چینش [90/0] با استفاده از روش نیمه-تحلیلی و اجزای محدود بررسی شده است. به منظور ارزیابی نتایج روش نیمه-تحلیلی و شبیه سازی اجزای محدود، یک ورق دوپایا براساس دستورالعمل ویژه ساخته و مشخصات هندسی و جابجایی نقاط مختلف ورق در یکی از حالت های پایدار آن در دمای محیط به صورت تجربی تعیین گردید. در روش نیمه-تحلیلی با استفاده از اصل همیلتون و تابع شکل بهبود یافته برای جابجایی خارج از صفحه، حالت های پایدار و فرکانس طبیعی اول ورق بر حسب طول جانبی آن محاسبه گردید. به‌منظور بهبود و کاهش خطاهای موجود در روش نیمه-تحلیلی، تابع شکل بهبود یافته بر خلاف تابع شکل پیشنهادی هیر انحنای ورق در راستای طولی و عرضی را متغیر در نظر می گیرد. حالت های پایدار به‌دست آمده از روش نیمه-تحلیلی با نتایج شبیه سازی اجزای محدود در نرم افزار آباکوس و همچنین آزمایش‌های تجربی بر ورق دوپایا ساخته شده، مقایسه و نشان داده شد که فرض انحناهای متغیر در تابع شکل پیشنهادی جهت محاسبه حالت های پایدار، انحناها و فرکانس‌ طبیعی ورق مناسب تر است و سازگاری بهتری با نتایج شبیه سازی اجزای محدود و آزمایش های تجربی دارد. تابع شکل پیشنهادی همچنین می‌تواند در تحلیل‌های دینامیکی و ارتعاشی به‌منظور مدل‌سازی دقیق تر پدیده پرش ناگهانی و نیز محاسبه نیروی پرش بکار رود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A modified shape function for calculating stable configurations and natural frequencies of bi-stable [0/90]T composite laminates

نویسندگان English

Ahmad Firouzian-Nejad 1
Saeed Ziaei-Rad 1
Masih Moor 2
چکیده English

In this paper, thermal and vibration response of cross-ply bi-stable composite laminated plates were studied using semi-analytical, finite element and experimental method. In order to evaluate the semi-analytical and finite element results, a bi-stable composite plate was manufactured using a special procedure. Next, geometrical characteristics and displacement of different paths on the plate were measured experimentally at room temperature. In semi-analytical approach, the two stable states and the first natural frequency of cross-ply laminates are calculated based on Rayleigh–Ritz approach combined with Hamilton’s principle. In this study, a modified shape function was introduced that allows the curvatures to vary in both longitudinal and transverse directions. Using the modified shape function, the displacement of the plate in its stable configuration and the first natural frequency of the plate can be more accurately predicted in compared to the Hyer’s shape functions. The obtained results from the proposed shape function are in good agreement with the finite element and experimental data. The proposed shape functions can also be used in dynamic and vibration analysis to determine the snap-through load of the cross-ply laminates.

کلیدواژه‌ها English

Bi-stable Composite Laminate
Rayleigh-Ritz method
Thermal Response
natural frequency
Finite element simulation