28995

تحليل ارتعاشات آزاد پوسته كوپل مخروطي - مخروطي از جنس مواد مدرج تابعي متخلخل در محيط رطوبت گرمايي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1399

1402/4/31

دكتر روح الله طالبي توتي

مهندسي مكانيك

اين پايان‌نامه به بررسي ارتعاشات آزاد پوسته‌هاي متصل مخروطي-مخروطي متشكل از مواد مدرج تابعي متخلخل، با توزيع تخلخل‌هاي متفاوت در محيط كاري رطوبت-گرمايي مي‌پردازد. خواص مكانيكي اين مواد در راستاي ضخامت پوسته تغيير مي‌كنند و اين تغييرات براي هر توزيع ‌تخلخل با توابع خاصي تعيين مي‌شوند. معادلات حاكم با در نظرگيري تنش‌هاي ناشي از كار در يك محيط رطوبت-گرمايي و با استفاده از تئوري تغيير شكل برشي مرتبه اول و اصل هميلتون استخراج مي‌گردند و در نهايت اين معادلات با اعمال روش عددي مربعات ديفرانسيلي تعميم يافته و به كارگيري توابع مثلثاتي در جهت محيطي، گسسته‌سازي مي شوند. پس از تاييد صحت نتايج از طريق مقايسه با نتايج پژوهش‌هاي مرتبط، اين پايان‌نامه تاثير چندين متغير از جمله رطوبت (در دماهاي مختلف)، نوع توزيع‌تخلخل، ضريب تخلخل و زاويه نيم‌راس مخروط‌ها را بر روي فركانس طبيعي سازه بررسي مي‌كند. قابل ذكر است، اين شبيه سازي با در نظرگيري دماي بحراني كمانش در نرم‌افزار متلب صورت پذيرفت تا تمامي فركانس‌هاي طبيعي بدست آمده در محدوده مجاز دمايي و رطوبتي محاسبه شده باشند تا در شبيه‌سازي از دما و رطوبت كمانش تخطي نشده باشد. نتايج نشان مي‌دهند كه افزايش دما و رطوبت منجر به كاهش فركانس پايه (كمترين فركانس طبيعي) سازه در تمامي ‌توزيع‌هاي تخلخل مي‌شود و فركانس‌هاي طبيعي حساسيت بسيار بيشتري به دما در مقايسه با رطوبت دارند. همچنين در تمامي توزيع‌هاي تخلخل (به جز توزيع تخلخل متقارن)،با افزايش ضريب تخلخل فركانس‌هاي طبيعي سازه كاهش مي يابند.

1402/07/15

Free Vibration Analysis of coupled conical-conical shells made of functionally graded porous (FGP) materials in hygrothermal environment

7/21/2024 12:00:00 AM

This thesis explores the free vibration characteristics of joined conical-conical shells composed of functionally graded porous materials, with varying porosity distributions. The dependency of the Youngs modulus and material density variation across the thickness of the structure lies on the chosen porosity distribution. The changes are determined by the corresponding function associated with each porosity distribution. This thesis investigates the impact of porosity (distribution type and coefficient), temperature, and humidity on the frequency parameters of conical-conical shells. To drive the governing equations, the applied method includes the use of the first-order shear deformation theory (FSDT) as well as Hamilton's principle. These concepts have been applied considering the stresses caused by work in a hydrothermal environment. Then the frequency parameters were obtained by implementing the generalized differential quadrature (GDQ) method on the governing equations. The accuracy of the results is validated through comparisons with prior research. Additionally, the thesis examines the impact of several variables, including humidity (at different temperatures), porosity distribution type, porosity coefficient, and cone angle, on the frequency parameters. It is important to note that the simulation in this study was conducted using MATLAB software, taking into account the critical temperature of buckling. This was done to ensure that all the calculated natural frequencies fell within the permissible range of temperature and humidity. By maintaining the temperature and humidity conditions within acceptable limits, the simulation aimed to prevent any violations of the temperature and humidity of buckling. The findings of the study revealed that as the temperature and humidity increased, the natural frequencies of the structure, decreased across all porosity distributions.

ارتعاشات آزاد , پوسته كوپل مخروطي - مخروطي , مواد مدرج تابعي متخلخل , محيط رطوبت گرمايي , كمانش حرارتي , كمانش رطوبتي

Free vibration , coupled conical–conical shell , Functionally graded porous (FGP) materials , Hygrothermal environment , Thermal buckling , Moisture buckling

Mohammad Rajabi

Dr. Rohollah Talebitooti