تحلیل عددی و تجربی ارتعاشات آزاد صفحه مستطیلی هیبرید آلومینیوم/کربن - اپوکسی

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-9 (9) XML اصل مقاله (1009.15 K)
کد مقاله : 1099-ISAV2023 (R1)
نویسندگان
1دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان
2دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان
3دانشیار، دانشکده فنی مهندسی دانشگاه دامغان
4دانشجوی کارشناسی مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان
چکیده
در این مقاله، ارتعاشات آزاد صفحه مستطیلی هیبرید آلومینیوم/کربن - اپوکسی به‌صورت آزمایشگاهی و عددی مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور، ابتدا صفحه هیبریدی با ترکیب کامپوزیت اپوکسی/ الیاف کربن با آلومینیوم ساخته شده است. در ادامه آزمون مودال محیطی بر روی نمونه هیبریدی با شرط مرزی یکسر گیردار انجام پذیرفت. سپس، در نرم افزار انسیس صفحه آلومینیوم/کربن-اپوکسی با فرض اتصال کامل لایه آلومینیوم به کربن-اپوکسی مدل‌سازی گردید. پس از مقایسه و تصدیق نتایج مدل عددی در مش مناسب (5/0 میلی متر) با نتایج آزمایشگاهی و اطمینان از صحت مدل عددی، اثرات حجم موثر لایه فلز و زاویه لایه‌چینی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز عددی نمونه نشان داد، کاهش درصد حجمی آلومینیوم باعث افزایش مقادیر فرکانس طبیعی در مودهای اول، سوم و چهارم شد. همچنین، در مودهای دوم و پنجم، فرکانس طبیعی تا 60 درصد حجمی کاهشی و سپس افزایشی شد. علاوه بر این، در شکل مود دوم و پنجم، فرکانس‌های طبیعی در لایه چینی (45 و45-) نسبت به لایه چینی (90و 0) با حجم مؤثر 10 درصد، به ترتیب افزایش 43 و 9 درصدی را نشان داد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
.
Authors
مراجع

[1]         Zhengfeng Bai, Yang Zhao, Wenlai Ma, and Hao Tian, “Modal analysis for small satellite system with finite element method,” in 2008 2nd International Symposium on Systems and Control in Aerospace and Astronautics, pp. 1–5, (2008), doi: 10.1109/ISSCAA.2008.4776403.

[2]         A. R. Pouladkhan, J. Emadi, M. Safamehr, and H. Habibolahiyan, “The vibration of thin plates by using modal analysis,” World Acad. Sci. Eng. Technol., vol. 59, pp. 2880–2885, (2011).

[3]         F. Klimenda and J. Soukup, “Modal analysis of thin aluminium plate,” Procedia Eng., vol. 177, pp. 11–16, (2017).

[4]         M. L. P. Kishore, S. Bezawada, and B. C. R. K. Reddy, “Modal Analysis of Rectangular Plate with Central Hole Subjected to Various End Conditions,” Mater. Today Proc., vol. 4, no. 2, pp. 1653–1661, (2017), doi: 10.1016/j.matpr.2017.02.004.

[5]         D. Biswas and C. Ray, “Experimental and Numerical Modal Analysis of Laminated Composite Plates with GFRP,” in Advances in Structural Engineering, New Delhi: Springer India, pp. 55–66, (2015).

[6]         P. Pingulkar and B. Suresha, “Free Vibration Analysis of Laminated Composite Plates Using Finite Element Method,” Polym. Polym. Compos., vol. 24, no. 7, pp. 529–538, (2016), doi: 10.1177/096739111602400712.

[7]         R. Samyal, A. K. Bagha, R. Bedi, S. Bahl, K. K. Saxena, and S. Sehgal, “Predicting the effect of fiber orientations and boundary conditions on the optimal placement of PZT sensor on the composite structures,” Mater. Res. Express, vol. 8, no. 7, p. 075302, (2021), doi: 10.1088/2053-1591/ac0de9.

[8]         M. Mohandes, A. R. Ghasemi, M. Irani-Rahagi, K. Torabi, and F. Taheri-Behrooz, “Development of beam modal function for free vibration analysis of FML circular cylindrical shells,” J. Vib. Control, vol. 24, no. 14, pp. 3026–3035, (2018), doi: 10.1177/1077546317698619.

[9]         M. N. M. Merzuki, M. R. M. Rejab, M. S. M. Sani, B. Zhang, M. Quanjin, and W. Rafizi, “Investigation of modal analysis on glass fiber laminate aluminium reinforced polymer: An experimental study,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 469, p. 012065, (2019), doi: 10.1088/1757-899X/469/1/012065.

[10]      E. Kormanikova, “Modal analysis of sandwich panel with composite laminated faces,” Vibroengineering PROCEDIA, vol. 23, pp. 105–109, (2019), doi: 10.21595/vp.2019.20658.

[11]      V. Kallannavar and S. Kattimani, “Modal analysis of laminated composite and sandwich plates using finite element method,” (2020), p. 020011, doi: 10.1063/5.0004159.

[12]      M. N. M. Merzuki, Q. Ma, M. R. M. Rejab, M. S. M. Sani, and B. Zhang, “Experimental and numerical investigation of fibre-metal-laminates (FMLs) under free vibration analysis,” Mater. Today Proc., vol. 48, pp. 854–860, (2022), doi: 10.1016/j.matpr.2021.02.409.

]13] م. هروی، م. م. خطیبی و ع. آلبویه, "تحلیل ارتعاشات آزاد صفحه ساندویچ پانل با رویه هیبرید فلز/کامپوزیت و هسته انعطاف‌پذیر با استفاده از تئوری مرتبه سوم برشی"، مجله علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک، دوره 34، شماره4، صفحه 1-18، (1401).