مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل سه بعدی ارتعاشات و سرعت بحرانی پوسته های استوانه ای کامپوزیتی با تقویت کننده های متعامد تحت بار محوری و فشار

نویسندگان
دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در مقاله حاضر، ارتعاشات آزاد پوسته های استوانه ای کامپوزیتی دوار با تقویت کننده های متعامد تحت بار محوری یکنواخت و فشار، با تئوری سه بعدی لایه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. تقویت کننده ها با فواصل مساوی از یکدیگر قرار گرفته و دارای هندسه و جنس یکسانی می باشند. اتصال تقویت کننده ها بر سطح خارجی پوسته بوده و به قصد مدلسازی ریاضی تقویت کننده ها از روش المان جداگانه استفاده شده است. معادلات حرکت با نگرش انرژی و بر اساس اصل همیلتون حاصل میگردند. در استخراج معادلات حرکت از تئوری سه بعدی الاستیسیته استفاده و اثرات نیروی کریولیس، شتاب جانب به مرکز و کشش حلقوی اولیه در نظر گرفته شده است. با استفاده از تئوری سه بعدی لایه ای، بر روی معادلات حرکت و شرایط مرزی در راستای ضخامت جداسازی صورت گرفته است. شرایط مرزی پوسته در دو سر تکیه‎گاه ساده در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از روش حاضر با نتایج سایر محققین و نتایج تحلیل عددی مقایسه و تطابق مناسبی مشاهده شده است. در نهایت تاثیر هندسه و نوع تقویت کننده ها، سرعت دورانی و مقدار نیروی محوری و فشار داخلی بر فرکانس طبیعی پوسته استوانه ای تقویت شده مورد مطالعه قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Three-dimensional vibration analysis and critical speed of rotating orthogonally stiffened laminated cylindrical shells under axial load and pressure

نویسندگان English

Mostafa Talebitooti
Kamran Daneshjou
Kamran Daneshjou
Reza Madoliat
Mostafa Talebitooti
Iran University of Science and Technology
چکیده English

In this paper, an approximate solution using layer-wise theory for the vibration analysis of rotating laminated cylindrical shells with ring and stringer stiffeners under axial load and pressure is presented. The cylindrical shells are stiffened with uniform interval and it is assumed that the stiffeners have the same material and geometric properties and cylindrical shell reinforced by outer stiffeners while stiffeners are treated as discrete elements. The equations of motion are derived by the Hamilton’s principle. In deriving the governing equations three-dimensional elasticity theory are used and the study includes the effects of the Coriolis and centrifugal accelerations and the initial hoop tension. The layer-wise theory is used to discretize the equations of motion and the related boundary conditions through the thickness of the shells. The edges of the shell are restrained by simply supported boundary conditions. The presented results are compared with those available in the literature and also with the FE results and excellent agreement is observed. Finally, the results obtained include the relationship between frequency characteristics of stiffened cylindrical shell and different geometry of stiffeners, stiffener type, rotating velocities, amplitude of pressure and amplitude of axial load.

کلیدواژه‌ها English

Rotating Cylindrical Shell
Ring and Stringer Stiffeners
Three-Dimensional Elasticity Theory
Critical Speed
Layer-wise Theory