17035

17035

تحليل رفتار آكوستيكي پوسته ي استوانه اي كامپوزيتي با لايه-ي مياني متخلخل فشرده با استفاده از تئوري سه بعدي

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - سازه هاي هوايي

آبان ماه 1395

دكتر طالبي

مكانيك

چكيده در اين پايان¬نامه، به تحليل افت انتقال صوت از يك پوسته¬ي استوانه¬اي كامپوزيتي دوجداره با لايه¬ي مياني متخلخل فشرده و با طول بي¬نهايت پرداخته مي¬شود. براي اين منظور، ابتدا افت انتقال صوت از يك پوسته¬ي استوانه¬اي كامپوزيتي دوجداره با طول بي¬نهايت بررسي شده، سپس با اضافه كردن ماده¬ي متخلخل در بين دوجداره¬ي پوسته، به تحليل افت انتقال صوت از پوسته¬¬ي استوانه¬اي كامپوزيتي با لايه¬ي مياني متخلخل پرداخته مي¬شود. جهت بررسي افت انتقال صوت از پوسته¬هاي استوانه¬اي دوجداره، تاكنون از تئوري¬هاي ساده¬سازي شده براي مدلسازي پوسته استفاده شده است. اما در پايان¬نامه حاضر از تئوري الاستيسيته¬ي سه¬بعدي كه تئوري كامل و دقيق¬تري نسبت به تئوري¬هاي ساده¬سازي شده مي¬باشد، استفاده مي¬شود. براي اين منظور ابتدا معادلات حاكم بر هريك از لايه¬ها از هر دوجداره¬ي پوسته¬ي استوانه¬اي كامپوزيتي دوجداره بر پايه¬ي تئوري الاستيسيته¬ي سه¬بعدي استخراج شده، سپس معادلات مذكور با استفاده از روش فضاي حالت بازنويسي مي¬شوند. با به كارگيري روش مدل لايه¬اي تقريبي به همراه رويكرد ماتريس انتقال محلي، معادلات مربوط به هريك از لايه¬ها حل شده و در نهايت با استفاده از روش ماتريس انتقال عمومي و در نظر گرفتن شرايط مرزي مناسب در محيط¬ خارجي، بين دوجداره و محيط داخلي پوسته¬ي استوانه¬اي دوجداره، افت انتقال صوت پوسته محاسبه مي¬شود. علاوه بر اين، با ميل دادن فاصله¬ي هوايي بين دوجداره به صفر و همچنين اصلاح شرايط مرزي و دستگاه معادلات، افت انتقال صوت در يك پوسته¬ي استوانه¬اي تك جداره¬ي كامپوزيتي صحت سنجي مي¬گردد. جهت بررسي افت انتقال صوت در پوسته¬ي استوانه¬اي كامپوزيتي با لايه¬ي مياني متخلخل، علاوه بر اينكه از روش فضاي حالت براي مدلسازي پوسته استفاده مي¬شود، از روش مدل كامل توسعه يافته (EFM)، كه يك مدل سه-بعدي مي¬باشد براي مدلسازي ماده¬ي متخلخل بهره¬گيري مي¬شود. بنابراين در مطالعه¬ي مذكور، تئوري سه-بعدي در هر دوي پوسته¬ي استوانه¬اي كامپوزيتي و ماده¬ي متخلخل به كارگيري مي¬شود. همچنين مطالعه-ي فوق براي ساختارهاي باندنشده-باندنشده (U-U)، باندشده-باندشده (B-B) و باندشده-باندنشده (B-U)، مورد تحليل و ارزيابي قرار مي¬گيرند. علاوه بر اين، اثرات ناشي از فشردگي ماده¬ي متخلخل بر افت انتقال صوت سازه نيز مورد بررسي واقع مي¬شوند. نتايج بررسي¬هاي فوق علاوه بر اينكه دقت و صحت مدل ارائه شده در اين پايان¬نامه را اثبات مي¬كنند، تاثيرات پارامترهاي مختلف سازه¬اي و همچنين پارامترهاي مرتبط با ماده¬ي متخلخل بر افت انتقال صوت پوسته¬ي استوانه¬اي كامپوزيتي را نشان مي¬دهند. واژه‌هاي كليدي: افت انتقال صوت، روش فضاي حالت، تئوري الاستيسته¬ي سه¬بعدي، مواد متخلخل

1396/01/19

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: The present thesis study on sound transmission loss (TL) through a double-walled laminated composite cylindrical shell lined with compressed porous material. For this purpose, in the first step the sound transmission loss across double-walled laminated composite cylindrical shell with air-gap in annular space between two walls has been investigated. Then, TL is predicted applying the porous material between two walls. In literature, simplified theories such as CST, FSDT an​d TSDT, has been used to calculate the TL through single an​d double-walled cylindrical shells. However in this thesis the three-dimensional elasticity theory is used which is more accurate rather than simplified ones. For this purpose, the equations of motion are derived for each monoclinic anisotropic layer of both walls of double-walled laminated composite cylindrical shell. Then, these equations are reformulated using the state space method. Hence, the state space governing formulation of each layer of both walls has been solved using the approximate laminate model along with the local transfer matrix approach. Finally, using the global transfer matrix method an​d considering the appropriate boundary conditions the TL of the double-walled laminated composite cylindrical shell is calculated. The results have been verified using the single-walled laminated composite cylindrical shell, by approaching the air-gap in annular space between two walls to zero. Here with the state space method is applied to investigate the TL of double-walled laminated composite cylindrical shell lined with porous material. In addition, the extended full method (EFM) is used to model the porous layer. It should be also noted that both the double-wall as well as porous layer have been modeled using three-dimensional method. Also, this study has been performed for unbonded-unbonded (U-U), bonded-bonded (B-B) an​d bonded-unbonded (B-U) configurations. Furthermore, the effect of compressing of porous material between two walls has been investigated. The results show the accuracy of the model presented in this thesis. Also the results show the effect of structural an​d porous parameters on sound transmission loss. Keywords: Sound transmission loss (TL), State space method, Three-dimensional elasticity theory, Porous materials