تاثیر ضرایب بستر وینکلر-پاسترناک بر فرکانس طبیعی سازه مشبک به روش گالرکین

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 2، دوره 34، شماره 3 - شماره پیاپی 29، آبان 1401، صفحه 19-34   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2022.73646.1069

نویسندگان

امیرحسین هاشمیان^{* 1}؛ احسانه محمدپور همدانی²

¹گروه مهندسی هوافضا، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²گروه مهندسی هوافضا، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

سازه­های مشبک کامپوزیتی از پرکاربرترین سازه­ها در صنایع هوایی در سالهای اخیر می­باشند. این سازه­ها از تعداد زیادی دنده مایل و محیطی با فواصل مشخص از یکدیگر تشکیل شده و علاوه بر استحکام، از نظر وزنی بسیار سبک می­باشند. مطالعه حاضر شامل یک بیان تحلیلی و راه حل برای مسئله ارتعاشات آزاد یک پوسته استوانه­ای مشبک کامپوزیت می­باشد. فرمول پیوسته­ای برای محاسبه فرکانس طبیعی سازه مشبک استوانه­ای با در نظر گرفتن بستر الاستیک وینکلر-پاسترناک از معادلات حاکم بر پوسته­ بر اساس روش فوریه و گالرکین حاصل گردید. نتایج بدست آمده در دو حالت بدون بستر و با بستر الاستیک بصورت تحلیلی محاسبه گردیده و صحت نتایج توسط مدل­سازی به روش اجزای محدود مورد تأیید قرار گرفته است. برای شبیه سازی­های روش اجزای محدود، ضرایب ویژگی­های وینکلر و پاسترناک به ترتیب با فنرهای برشی و شعاعی جایگزین شده­اند. فرکانس طبیعی پایه سیستم به ویژگی های بستر الاستیک بستگی داشته، بنابراین تغییر سختی فنرهای شعاعی و برشی باعث ایجاد تغییر در فرکانس­های طبیعی می­شود. روشهای ارایه شده در این مطالعه، علاوه بر آنکه برای تخمین فرکانس در مرحله طراحی اولیه بکار می­رود، همچنین ابزاری برای ارزیابی تحلیل ارتعاشات پوسته استوانه­ای مشبک کامپوزیت در تجزیه و تحلیل مکانیکی می­باشد.

کلیدواژه‌ها

سازه مشبک کامپوزیتی؛ فرکانس طبیعی؛ روش فوریه؛ روش گالرکین؛ اجزای محدود

مراجع