‎ ‎ارتعاشات آزاد تیر ساندویچی با تکیه گاه ساده و با در نظر گرفتن رویه‌های ‏نانوکامپوزیتی و انعطاف پذیری هسته ‏

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-9 (9)
کد مقاله : 1075-ISAV2022 (R1)
نویسندگان
1مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز،ایران
2مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
چکیده
در این تحقیق ارتعاشات آزاد تیر ساندویچی با هسته متخلخل و رویه‌های پلیمری تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی قرار گرفته بر ‏روی تکیه گاه ساده با استفاده از تئوری مرتبه بالا تغییر شکل برشی و عمودی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. هسته مورد استفاده در ‏تیر ساندویچی از مواد انعطاف‌پذیر متخلخل می‌باشد که در سطح بالایی و پایینی با لایه هایی از جنس نانوکامپوزیت در برگرفته شده ‏است. با به‌کارگیری روش انرژی و بر اساس تئوری‌های تغییر شکل برشی و عمودی تیر، معادلات حاکم بر سیستم به‌دست خواهد آمد. ‏معادلات به‌دست آمده به صورت معادلات دیفرانسیل پیچیده با مشتقات جزئی می‌باشند که برای حل این معادلات حرکت، از روش‌ ‏تحلیلی ناویر در حوزه‌ی مکان استفاده خواهد شد. به‌منظور صحت و دقت نتایج عددی به‌دست آمده، یک رویکرد مقایسه‌ای ارائه شده ‏است. در انتها تاثیر پارامترهای مختلف همچون درصد حجمی نانو لوله کربنی، ضریب تخلخل، نسبت پارامترهای هندسی و ابعادی، ‏بر روی فرکانس طبیعی تیر ساندویچی بررسی خواهد شد.‏
کلیدواژه ها
 
Title
Free vibration analysis of sandwich beam with simply supported and ‎considering nanocomposite face sheets and core flexibility
Authors
Hadi Teymouri, Ali Shokouhi, Hasan Biglari
Abstract
In this research, free vibration analysis of a sandwich beam with a porous core and polymer face ‎sheets reinforced with carbon nanotubes under simply supported boundary conditions is proposed by ‎using high-order shear and normal deformation theory. The core used in the sandwich beam is made of ‎porous flexible material, which is covered with layers of nanocomposite on the upper and lower surface. ‎By using the energy method and based on shear and normal beam theories, the governing equations of ‎the system will be obtained. Resultant equations are complicated equations with partial derivatives, in ‎which Navier's analytical method in the space domain will be used to solve the equilibrium equations. A ‎comparison-oriented approach is presented to ensure the accuracy of the obtained numerical results. In ‎the end, the effect of various parameters such as volume percentage of carbon nanotubes, porosity ‎coefficient, ratio of geometric and dimensional parameters on natural frequency sandwich beam are ‎investigated.‎
Keywords
Sandwich Beam, Nano composite, Porous material, high-order shear and normal deformation theory
مراجع
<p>1. HS. Zibdeh, M. Abu-Hilal, "Stochastic vibration of laminated composite coated beam traversed by a random moving load", Engineering Structures 25, 397&ndash;404 (2003).</p> <p>2. JN. Reddy, Mechanics of laminated composite plates and shells: theory and analysis, CRC press, 2003.</p> <p>3. J. Yang, Y. Chen, Y. Xiang, XL. Jia, "Free and forced vibration of cracked inhomogeneous beams under an axial force and a moving load", Journal of Sound and Vibration 312, 166&ndash;81(2008).</p> <p>4. M. Şimşek, T. Kocat&uuml;rk, "Free and forced vibration of a functionally graded beam subjected to a concentrated moving harmonic load", Composite Structures 90, 465&ndash;73 (2009).</p> <p>5. H. Teymouri, H. Biglary, "Evaluation of Wave Propagation in a Transversely Isotropic Monolayer with Finite Thickness by the Potential Functions Method", Aerospace Mechanics Journal 18, 13-26 (2022).</p> <p>6. SMR. Khalili, N. Nemati, K. Malekzadeh, AR. Damanpack, "Free vibration analysis of sandwich beams using improved dynamic stiffness method", Composite Structures 92, 387&ndash;94 (2010).</p> <p>7. L-L. Ke, J. Yang, S. Kitipornchai, "Nonlinear free vibration of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite beams", Composite Structures 92, 676&ndash;83 (2010).</p> <p>8. M. Heshmati, MH. Yas, "Dynamic analysis of functionally graded multi-walled carbon nanotube-polystyrene nanocomposite beams subjected to multi-moving loads", Materials and Design 49, 894&ndash;904 (2013).</p> <p>9. H. Biglari, M. Azvar, "On the effects of core parameters on elasto-dynamic response of Timoshenko composite sandwich beam under moving mass", Modares Mechanical Engineering 14, 63-69 (2014) .</p> <p>10. D. Chen, J. Yang, S. Kitipornchai, "Free and forced vibrations of shear deformable functionally graded porous beams", International Journal of Mechanical Sciences 108-109, 14&ndash;22 (2016).</p> <p>11. AG. Shenas, P. Malekzadeh, S. Ziaee, "Vibration analysis of pre-twisted functionally graded carbon nanotube reinforced composite beams in thermal environment", Composite Structures 162, 325&ndash;340 (2017).</p> <p>12. Y. Kiani, "Analysis of FG-CNT reinforced composite conical panel subjected to moving load using Ritz method", Thin-Walled Structures 119, 47&ndash;57 (2017).</p> <p>13. M. Şimşek, M. Al-shujairi, "Static, free and forced vibration of functionally graded (FG) sandwich beams excited by two successive moving harmonic loads", Composite Part B Engineering 108, 18&ndash;34 (2017).</p> <p>14. Y. Wang, K. Xie, T. Fu, "Vibration analysis of functionally graded porous shear deformable tubes excited by moving distributed loads", Acta Astronautica 151, 603&ndash;613 (2018).</p> <p>15. Y. Wang, K. Xie, T. Fu, C. Shi, "Vibration response of a functionally graded graphene nanoplatelet reinforced composite beam under two successive moving masses", Composite Structures 209, 928&ndash;939 (2019).</p> <p>16. M. Arefi, AM. Zenkour, "A simplified shear and normal deformations nonlocal theory for bending of functionally graded piezomagnetic sandwich nanobeams in magneto-thermo-electric environment", Journal of Sandwich Structures and Materials 18, 624&ndash;651 (2016).</p> <p>17. H. Akbari, M. Azadi, H. Fahham, "Flutter prediction of cylindrical sandwich panels with saturated porous core under supersonic yawed flow", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part C Journal of Mechanical Engineering Science 235, 2968&ndash;2984 (2021).</p> <p>18. AG. Arani, F. Kiani, H. Afshari, "Free and forced vibration analysis of laminated functionally graded CNTreinforced composite cylindrical panels", Journal of Sandwich Structures and Materials 23, 255&ndash;278 (2021).</p>