در مورد ارتعاشات آزاد پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیت سفت‌ شده مشبک

قیمت: 41,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

در مورد ارتعاشات آزاد پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیت سفت‌ شده مشبک

عنوان لاتین

On the free vibrations of grid-stiffened composite cylindrical shells

یک رویکرد تحلیلی یکپارچه شده برای بررسی رفتار ارتعاشی پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیت سفت شده مشبک با درنظرگرفتن رفتار مارپیچی دنده‌ها به کارگرفته می‌شود. یک روش اسمیرشده برای سوار کردن سهم سفتی سفت کننده‌ها با بخش‌هایی از پوسته به منظور دستیابی به پارامترهای سفتی معادل کل پانل به کارگرفته می‌شود. سفت کننده‌ها بصورت یک تیرک مدلسازی می‌شوند و برای پشتیبانی از بارهای برشی و گشتاورهای خمش علاوه بر بارهای محوری درنظرگرفته می‌شوند. بنابراین، عبارات سفتی مربوطه نیز مورد توجه قرار می‌گیرند درحالیکه به دلیل سفت کننده‌ها ماتریس‌های سفتی وجود دارند. فرمول‌های تئوری براساس نظریه‌ی تغییر شکل برشی مرتبه اول پوسته‌ ای هستند، که شامل اثرات تغییر شکل برش عرضی و اینرسی چرخشی می‌شود. فرض می‌شود که شکل‌های نمایی وابستگی محوری به شکل سری فوریه دارند که مشتق‌های آنها با استفاده از تبدیل استوکس توجیه می‌شوند. به منظور معتبر کردن نتایج بدست آمده، یک مدل المان محدود D3 نیز با استفاده از نرم افزار ABAQUS CAE ساخته می‌شود. نتایج بدست آمده از دو نوع تجزیه و تحلیل با یکدیگر مقایسه می‌شوند، و سازگاری خوبی به دست آمده است. علاوه براین، تاثیر تغییرات در ضخامت پوسته و تغییرات شرایط مرزی برروی نوسانات پوسته مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج بدست آمده جدید هستند و می‌توانند به عنوان یک محک برای مطالعات بیشتر مورد استفاده قرار گیرند.

A unified analytical approach is applied for investigating the vibrational behavior of grid-stiffened composite cylindrical shells considering the flexural behavior of the ribs. A smeared method is employed to superimpose the stiffness contribution of the stiffeners with those of the shell in order to obtain the equivalent stiffness parameters of the whole panel. The stiffeners are modeled as a beam and considered to support shear loads and bending moments in addition to the axial loads. Therefore, the corresponding stiffness terms are taken into consideration while obtaining the stiffness matrices due to the stiffeners. Theoretical formulations are based on first-order shear deformation shell theory, which includes the effects of transverse shear deformation and rotary inertia. The modal forms are assumed to have the axial dependency in the form of Fourier series whose derivatives are legitimized using Stokes’ transformation. In order to validate the obtained results, a 3-D finite element model is also built using ABAQUS CAE software. Results obtained from two types of analyses are compared with each other, and good agreement has been achieved. Furthermore, the influence of variations in the shell thickness and changes of the boundary conditions on the shell frequencies is studied. The results obtained are novel and can be used as a benchmark for further studies.