مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ناپایداری استاتیکی، دینامیکی و ارتعاشات غیرخطی صفحات FG بر روی بستر الاستیک تحت تحریک پارامتریک نیروئی

نویسندگان
1 دانشیار دانشگاه تبریز
2 دانشجوی دوره دکتری/دانشگاه تبریز
چکیده
در این مقاله ناپایداری استاتیکی/دینامیکی و ارتعاشات غیرخطی صفحات مدرج تابعی با بستر الاستیک، در معرض نیروهای هارمونیک درون-صفحه‌ای مطالعه شده است. بر اساس تئوری کلاسیک صفحات و با بکارگیری تئوری تغییرشکل‌های بزرگ وُن-‌کارمن و اصل همیلتون، معادلات دیفرانسیل جزئی و غیرخطی حاکم بر صفحه استخراج گردیده است. با در نظر گرفتن شش شکل مود ارتعاشی و با اعمال روش گالرکین، معادلات غیرخطی حاکم به معادلات دیفرانسیل غیرخطی ماتیو تبدیل شده است. با استخراج نواحی ناپایدار دینامیکی، نشان داده شد که با افزایش پارامترهای بستر الاستیک، فرکانس طبیعی و نیروی بحرانی کمانش افزایش می‌یابد و ناپایداری دینامیکی در فرکانس‌های تحریک بالاتر رخ می‌دهد. سپس با بکارگیری روش اغتشاشات، معادلات پاسخ فرکانسی سیستم در شرایط پایا استخراج گردید و آنالیز تشدید پارامتریک سیستم صورت گرفت و شرایط وجود و عدم وجود جواب‌های غیربدیهی (تشدید) ماندگار بررسی و تحلیل شد و نشان داده شد که تغییرات پارامترهای مساله، تاثیرات متفاوتی بر پاسخ غیر‌خطی صفحه می‌گذارند. در این راستا، با ارائه نتایج عددی تاثیر پارامترهای مختلف مساله، شامل: فرکانس تحریک، دامنه نیروی تحریک، پارامترهای سفتی بستر الاستیک و پارامتر میرائی بر رفتاردینامیکی غیرخطی صفحه مطالعه گردید و نشان داده شد که حضور بستر الاستیک، تاثیر عمده‌ای بر منحنی‌های مشخصه تشدید صفحه می‌گذارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Static/Dynamic Instability and Nonlinear Vibrations of FG Plates Resting on Elastic Foundation under Parametric Forcing Excitation

نویسندگان English

Mousa Rezaee 1
Reza Jahangiri 2
1 Associate Professor - University of Tabriz
چکیده English

In this study, static/dynamic instability and nonlinear vibrations of FG plates resting on elastic foundation under parametric forcing excitation, are investigated. Based on CPT, applying the von-Karman nonlinear strain–displacement relation and the Hamilton’s principle, the governing nonlinear coupled partial differential equations are derived. By considering six vibration modes, the Galerkin’s procedure is used to reduce the equations of motion to nonlinear Mathieu equations. In the absence of elastic foundation, the validity of the formulation for analyzing the static buckling, dynamic instability and nonlinear deflection is accomplished by comparing the results with those of the literature. Then in the presence of the foundation and by deriving the regions of dynamic instability, it is shown that as the parameters of the foundation increases, the natural frequency and the critical buckling load increase and the dynamic instability occurs at higher excitation frequencies. The frequency response equations in the steady-state condition are derived by applying the multiple scales method, and the parametric resonance is analyzed. Then the conditions of existence and stability of nontrivial solutions are discussed. Moreover, the effects of the system parameters, including excitation frequency, amplitude of excitation, foundation parameters and damping, on the nonlinear dynamics of the FG plate are investigated. Also it is shown that the presence of the foundation has a considerable influence on the resonance characteristic curves.

کلیدواژه‌ها English

Dynamic Instability
Pasternak Elastic Foundation
Perturbation method
Bifurcation
Frequency Response