مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ارتعاشات غیرخطی و آیروالاستیک صفحه منحنی شکل دوبعدی با اثر نیروی فشاری و آیرودینامیک مافوق صوت در حوزه زمانی

نویسندگان
تربیت مدرس
چکیده
یک صفحه هموژن دوبعدی با شرایط مرزی تکیه‌گاه ساده فرض شده و اثر انحنای صفحه، به همراه اثر تغییر شکل غیرخطی صفحه، با استفاده از مدل پوسته استوانه‌ای و رابطه ون‌کارمن در معادله سازه‌ای مسأله اعمال شده است. تحلیل فرکانسی خطی و غیرخطی سازه، برای تعیین فرکانس‌های سازه در اثر افزایش انحنا، به همراه اثر نیروی فشاری داخل صفحه، برای اولین بار تحقیق شده است. فلاتر صفحه منحنی شکل، تحت اثر بارهای ترکیبی آیرودینامیک و نیروی فشاری داخل صفحه، برای اولین بار، بررسی شده است. تئوری پیستون مرتبه اول و مرتبه سوم برای مدل‌سازی بارهای آیرودینامیکی مافوق صوت استفاده شده است. معادلات حرکت سیستم با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. با استفاده از روش مودهای فرضی گالرکین معادلات غیرخطی با مشتقات جزئی به معادلات غیرخطی معمولی تبدیل و با روش عددی حل شده و رفتار نوسانی سیستم، تعیین شده است. تغییرات فرکانسی سازه‌ی خطی با افزایش انحنا، درحال افزایش است در حالی‌که برای حالت غیرخطی، رفتار پیچیده‌ و متغیری مشخص شده است. اثر نیروی فشاری بر صفحه، رفتار پیچیده‌‌ای در تغییر فرکانس غیرخطی سازه، نشان داده است. استفاده از مدل آیرودینامیک پیستون مرتبه سه مرز ناپایداری را بحرانی‌تر کرده است. اثر نیروی فشاری داخلی صفحه باعث تبدیل رفتار سیکل محدود به آشوبناک شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

2D Curved plate Non-linear vibration and Aeroelastic analysis with in-plane and Supersonic Aerodynamic load in Time domain

نویسندگان English

hamid moosazadeh
behzad ghadiri dehkordi
masoud rasekh
tarbiat modares
چکیده English

A homogenous 2D plate with simply support boundary conditions is assumed. The effect of plate curvature and nonlinear deformation effects with cylindrical shell model and von Karman’s relation, has been introduced. Linear and Non-linear Frequency analysis with the effect of curvature and in-plane load has been investigated for the first time. Curved plate panel flutter, with the effect of supersonic aerodynamic and in-plane load has been studied for the first time. First and third order piston theory aerodynamic (PTA) is employed to model supersonic aerodynamic loading. Equations of motion have been derived by the use of Hamilton’s principle and resultant nonlinear PDEs have been transformed into nonlinear ODEs via Galerkin’s method. Forth and fifth order rang-kutta numerical method has been used to solve ODEs and define panel behavior. Results show that, structural linear frequencies increase with panel curvature, while, it is more complicated for non-linear frequencies due to the effects of in-plane loads. Fuethermore, 3rd order PTA theory has more critical effect on the instability boundary in comparison with 1st order PTA. The effect of in-plane load in aeroelastic phenomena make limite cycle osilation to chaotic motion for curve plates.

کلیدواژه‌ها English

Panel flutter
In-plane load
1st order and 3rd order piston theory aerodynamic
2D curve plate
time domain