Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
6
1
gregorian
2015
9
1
15
7
online
1
fulltext
fa
ارتعاشات اجباری غیرخطی پوسته استوانهای از جنس آلیاژ حافظهدار سوپرالاستیک تحت فشار داخلی متغییر با مکان و زمان
Nonlinear Forced vibration of pseudoelastic shape memory alloy cylindrical shell subjected to the time and space dependant internal pressure
در این مقاله هدف بررسی ارتعاشات غیرخطی پوسته استوانهای دو سر مفصل ساخته شده از ماده آلیاژ حافظهدار سوپرالاستیک، تحت فشار داخلی هارمونیک متغییر با مکان و زمان است. بدین منظور جهت استخراج معادلات حرکت سیستم از تئوری تغییرشکل کلاسیک پوسته دانل و اصل همیلتون استفاده شده و برای مدلسازی رفتار ماده سوپرالاستیک از مدل سهبعدی بوید-لاگوداس و الگوریتم عددی نگاشت برگشتی استفاده شده است. همچنین برای حل معادلات از روش عددی تربیع دیفرانسیلی و روش عددی زمانی نیومارک بهره گرفته شده است. علاوه بر این، فرکانسهای طبیعی پوسته برای حالت فاز آستنیت کامل به منظور مقایسه رفتار فرکانسی سیستم غیرخطی مورد مطالعه با حالت خطی آن (عدم انتقال فاز) در اطراف این فرکانسهای طبیعی بدست آمده است. نمودارهای جابجایی شعاعی بر حسب موقعیت طولی نقاط و نیز نمودارهای جابجایی شعاعی بر حسب زمان و فرکانس نقطه بحرانی پوسته همراه با نمودارهای تغییر فاز آنها بر اساس تغییر شدت دامنه فشار اعمالی، استخراج شده و اثر شدت بار بر جابجایی، کسر حجمی مارتنزیت و خواص ماده نقاط پوسته مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پاسخ فرکانسی سیستم مورد مطالعه در اطراف فرکانسهای طبیعی حاصله، رفتار غیر خطی نرم شوندگی از خود نشان میدهند که این امر به واسطه کاهش استحکام ماده در حین تغییر فاز با اعمال تنش است. همچنین به منظور صحهگذاری روابط حاصله، نتایج جابجایی نقطه بحرانی پوسته در حالت فاز آستنیت کامل با نتایج نمونه شبیهسازی شده در نرمافزار المان محدود آباکوس مقایسه شده که همگرایی خوبی میان نتایج مشاهده شده است.
The objective of this paper is to analyze the nonlinear vibrations of simply supported pseudoelastic shape memory alloy (SMA) cylindrical shell under harmonic internal pressure based on Donnell-type classical deformation shell theory. The pressure is a function of time and space. The behavior of pseudoelastic SMA is simulated via the Boyd–Lagoudas constitutive model numerically implemented by the Convex Cutting Plane Mapping algorithm. The Hamilton’s principle is employed to obtain the equations of motion. Differential Quadrature Method (DQM) and Newmark time integration scheme are applied to get the time and frequency responses of the cylinder. Also, the natural frequencies of the shell are obtained for the case of pure austenitic phase to compare the frequency response of the present nonlinear system (phase transformation –induced material nonlinearity) with the linear one around them. Results indicate that the strength of the material will decrease during the phase transformation. This fact is proved by the softening behavior observed in the frequency response of the system due to the phase transformation. Further, the pure austenitic phase shell is simulated in ABAQUS to verify the results. A good agreement is found between two outcomes.
ارتعاشات غیرخطی,پوسته استوانهای,آلیاژ حافظهدار سوپرالاستیک,ماده غیرهمگن,روش تربیع دیفرانسیلی
Nonlinear vibrations,Cylindrical shell,Pseudoelastic shape memory alloy,Non-homogeneous material,DQM
1
12
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-1817&slc_lang=fa&sid=15
Farinaz
Forouzesh
فریناز
فروزش
100319475328460057212
100319475328460057212
No
K.N. Toosi University of Technology
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Ali Asghar
Jafari
علی اصغر
جعفری
100319475328460057215
100319475328460057215
Yes
میدان ونک - خیابان ملاصدرا - خیابان پردیس - دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی