مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

معرفی توابع چند‌جمله‌ای جهت آنالیز ارتعاشات غیرخطی ورق مستطیلی ترک‌دار دارای تکیه‌گاه های آزاد

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه تبریز- دانشکده مهندسی مکانیک
2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز
چکیده
تحقیق حاضر به بررسی ارتعاشات غیرخطی ورق با حداقل یک لبه‌ی آزاد و دارای ترک فرورفته با طول محدود، واقع در مرکز ورق و به موازات یکی از لبه‌های ورق می پردازد. با توجه به پیچیدگی معادلات دینامیکی حاکم، از روش گالرکین برای تحلیل مسئله استفاده شده است، از اینرو باید توابع پذیرایی که بتوانند شرایط مرزی حاکم بر لبه‌ی آزاد ورق را ارضا کنند، انتخاب شوند. در بسیاری از تحقیقات انجام شده در ادبیات فن از توابع تیر که قادر به ارضای شرایط مرزی حاکم بر لبه‌ی آزاد ورق نیستند استفاده میشود که سبب ایجاد خطای زیاد در محاسبه مقادیر فرکانسها و شکل مودها میگردد. بنابراین در تحقیق حاضر توابع پذیرا جدیدی معرفی می‌گردد، که به خوبی ناتوانی توابع تیر معادل، در تخمین فرکانس‌های ورق سالم و ترک‌دار را مرتفع میسازد و خطای محاسباتی را کاهش می‌دهد. سپس با استفاده از توابع جدید معرفی شده اثر ضخامت و طول نسبی ترک روی فرکانس طبیعی ورق ترک‌دار بررسی شده و منحنی‌های پاسخ فرکانسی که نشانگر وابستگی دامنه و فرکانس هستند برای شرایط مختلف تکیه‌گاهی استخراج شده است. همچنین اثر افزایش طول ترک روی نحوه تغییر رفتار غیرخطی ورق ترک‌دار مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور صحه‌گذاری نتایج، تغییرات فرکانسی سیستم به ازای افزایش طول ترک و ضخامت ورق با نتایج موجود در ادبیات فن مورد مقایسه قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

An introduction of new polynomial functions for nonlinear vibration analysis of cracked rectangular plates involving free edges

نویسندگان English

Reza Hassannejad 1
Seyyed-Javad Mirnasiri 2
2 Msc Student of Mechanical Engineering of University of Tabriz
چکیده English

The present study deals with nonlinear vibration analysis of the plate having at least one free edge. the plate has a part-through central crack with arbitrary limit length which is parallel to one side of the plate. Due to complexity of the governing equation of motion, the Galerkin method is used for solving the problem. Therefore, the appropriate admissible functions satisfying free edge conditions in the cracked plate, must be employed. The beam functions can not satisfy free edge conditions in the plate, nevertheless these functions used in many researches in the literature, which lead to high numerical errors in computing the frequency and mode shapes. Therefore, in this research, a new admissible functions is proposed which can obviate incapability of the beam functions to accurately estimate natural frequency of the intact and cracked plate and reduce the related computational errors. The effect of changes in thickness and non-dimensional crack length on natural frequency of the cracked plate are investigated using proposed functions, and frequency response curves indicating the dependence of frequency on amplitude is derived for different boundary conditions. Also, the influence of crack length on the changes in the nonlinear behavior of the cracked plate are investigated. The results, are compared with those of the available results in the literature.

کلیدواژه‌ها English

Cracked plate
Nonlinear Vibration
Free supports
Admissible functions