مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ارتعاشات آزاد سه بعدی نانوورق مستطیلی بر اساس تئوری الاستیسیته غیرمحلی

نویسندگان
1 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در روشهای متداول ریتز و گلرکین بر اساس تئوری الاستیسیته محلی، معمولا از چند جمله ای به عنوان توابع تقریب استفاده می‌ شود. اما این روشها برای استفاده در تحلیل غیرمحلی سه بعدی مناسب ‌نیستند. در مطالعه حاضر برای غلبه بر این مشکل نوعی راهبرد باقیمانده وزنی، با توابع مثلثاتی به عنوان توابع تقریب، ارائه شده است. با انتخاب توابع تقریب مناسب تأثیر تکیه گاه های مختلف در رفتار فرکانسی نانو ورق بررسی شده است. اعتبار سنجی فرمولبندی حاضر از طریق مقایسه نتایج عددی حاصل با نتایج ارائه شده در مقالات انجام پذیرفته است. طبق نتایج عددی حاصل ، رفتار فرکانسی نانو ورق قویاً متأثر از پارامتر غیر محلی بوده و این اثر در مودهای ارتعاشی بالا بدلیل کوچک بودن طول موج مود از اهمیت بالائی برخوردار است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که تفاوت فاحشی بین رفتار جواب مدل سه بعدی نانوورق و مدل دو بعدی آن وجود دارد و همچنین اختلاف پاسخ تحلیل دو و سه بعدی در این حد در الاستیسیته کلاسیک بارز نیست. همچنین تاثیرات نسبت طول به ضخامت، نسبت ابعادی، پارامتر غیرمحلی، و شرایط مرزی مختلف بر فرکانس طبیعی پایه نانوورق مورد مطالعه قرار گرفته است. این حل مرجع می‌تواند برای تخمین دقت تئوریهای دو بعدی مرسوم مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Three-dimensional free vibration analysis of rectangular nanoplates based on nonlocal theory of elasticity

نویسندگان English

Akbar Alibeigloo 1
Ehsan Abdollahzadeh 2
1 Faculty
2 Faculty of Mechanical Engineerin, Tarbiat Modares University
چکیده English

Conventional Ritz and Galerkin methods based on local theory of elasticity employ polynomials as their approximating functions, however these methods are not convenient to use in three-dimensional nonlocal analysis. In the present study, to conquer this difficulty, a type of weighted residual approach with a set of trigonometric approximating functions were developed. By using appropriate trigonometric approximating functions, it is possible to consider the effect of various edges boundary condition on frequency behavior of nanoplate. Validation of present formulation is carried out by comparing numerical result with the published results. It is concluded that the effect of nonlocal parameter on natural frequencies is significant especially in higher modes due to the lower wavelength of the mode. The research shows that in nonlocal elasticity there are distinct discrepancies between behaviors of two and three-dimensional results. In addition, the difference between the two- and three-dimensional results in local elasticity is not as noticeable as in nonlocal elasticity. Furthermore, the effects of length to thickness ratio, aspect ratio, nonlocal parameter and different boundary conditions on fundamental natural frequency of nanoplates were studied. This benchmark solution can be used to assess the accuracy of conventional two-dimensional theories.

کلیدواژه‌ها English

Three-dimensional
Vibration
Nonlocal elasticity
Nanoplate