21965

21965

بررسي ارتعاشات پوسته كوپل مخروطي- استوانه اي تقويت شده توسط نانولوله هاي كربني تابعي هدفمند تحت تأثير دما با استفاده از روش مربعات ديفرانسيلي تعميم يافته

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - سازه‌هاي هوايي

1396

1398/10/21

دكتر روح الله طالبي توتي

دكتر مصطفي طالبي توتي

مكانيك

در اين پژوهش، اثرات دما بر ارتعاشات آزاد پوسته هاي كوپل مخروطي- مخروطي كامپوزيتي تقويت شده توسط نانولوله هاي كربني مورد بررسي قرار گرفته اند. نانولوله هاي كربني به صورت يكنواخت و تابعي هدفمند در راستاي ضخامت توزيع شده اند. ويژگي هاي مواد به صورت توابعي از دما درنظر گرفته شده اند. معادلات حركت براساس تئوري مرتبه اول تغيير شكل برشي به همراه فرضيات غيرخطي وون كارمن و به كمك اصل هميلتون استخراج شده اند. منتجه هاي تنش اوليه ناشي از حرارت به كمك معادلات تعادل و از طريق حل غشاء خطي مورد ارزيابي قرار گرفته اند و سپس اثر آن ها در معادلات حركت لحاظ مي گردد. با درنظر گرفتن معادلات حركت براي دو مخروط به همراه شرايط مرزي و پيوستگي، يك مجموعه از معادلات حاكم فراهم شده است. براي گسسته سازي معادلات حاكم در جهت يال، روش مربعات ديفرانسيلي تعميم-يافته پيشنهاد شده است. در ابتدا، نتايج از طريق مقايسه با نتايج تحقيقات مربوطه در اين زمينه اعتبارسنجي شده اند. سپس برخي مطالعات موردي نشان مي دهد كه با افزايش دما اگرچه مقادير فركانس بنيادي با كاهش روبرو هستند، اما آن ها در شماره مود محيطي بزرگتري ظاهر مي شوند. همچنين اتصال دو مخروط با زواياي نيم راس متفاوت، آن ها را قادر مي سازد تا بتواند نسبت به پيكربندي كه در آن هر دو زاويه يكسان هستند، دماي بالاتري را تحمل كنند. به علاوه، لحاظ كردن تنش هاي اوليه در معادلات ارتعاشي نسبت به شرايطي كه در آن اين تنش ها وارد نشده اند، مي تواند رسيدن به رخداد كمانش را به تعجيل بيندازد.

1399/03/03

Vibration Analysis of coupled conical-cylindrical shells reinforced by functionally graded carbon nanotubes under thermal effect using generalized differential quadrature method

1/11/2020 12:00:00 AM

In this thesis, the effects of temperature on the free vibration of carbon nanotube reinforced composite joined conical-conical shells are investigated. Carbon nanotubes are distributed across the thickness uniformly or functionally graded. Material properties are assumed to be functions of temperature. Motion equations are derived based on the first order shear deformation theory accompanied by von Kármán nonlinear assumptions with the aid of Hamilton’s principle. Initial stress resultants due to temperature are evaluated through equilibrium state via linear membrane solution, and then their effects are considered in the motion equations. By considering motion equations for two cones together with boundary and continuity conditions, a set of governing equations is provided. To discretize the governing equations in the meridian direction, generalized differential quadrature method is proposed. The results are primarily validated via comparing them with the results of relevant researches in this field. Thereafter, some parametric studies reveal that by increasing the temperature, even though the values of fundamental frequency decrease, they appear in higher circumferential mode numbers. Also, joining two cones with different semi-vertex angles make them more capable of tolerating higher temperatures compared with configuration in which both angles are equalized. Furthermore, considering initial thermal stresses in the vibration equations can precipitate accessing of buckling occurrence compared with situations in which they are not included.