ارتعاشات آزاد میکروپوسته استوانه‌ای ساندویچی با هسته متخلخل و رویه‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی

تیموری, هادی; نوری, علی; حسینیان, عنایت الله

doi:10.22034/joae.2025.473944.1241

ارتعاشات آزاد میکروپوسته استوانه‌ای ساندویچی با هسته متخلخل و رویه‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

هادی تیموری ¹

علی نوری ²

عنایت الله حسینیان ²

¹ دانشجوی دکتری تخصصی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

² دانشیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

10.22034/joae.2025.473944.1241

چکیده

در این مقاله، رفتار ارتعاشات آزاد پوسته استوانه‌ای ساندویچی با هسته‌ی متخلخل از جنس مواد مدرج تابعی که رویه‌های آن با نانولوله‌ی کربنی (CNT) تقویت شده‌اند، مورد بررسی قرار گرفته شده است. ترکیب هسته متخلخل با سطوح تقویت‌شده با نانولوله‌های کربنی و وصله پیزوالکتریک یک ماده ترکیبی منحصربه‌فرد ایجاد می‌کند که خواص مکانیکی را افزایش می‌دهد و وزن را کاهش می‌دهد، که ارتعاشات آزاد این مواد در میکروپوسته استوانه‌ای برای اولین بار در این مقاله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته شده است. این مطالعه از نظریه‌ی تغییرشکل برشی و نرمال مرتبه‌ی بالا و همچنین نظریه‌ی تنش کوپل توسعه یافته (MCST) استفاده می‌کند و پوسته‌ی ساندویچی تحت تأثیر میدان‌ یکنواخت الکتریکی قرار گرفته شده است. معادلات حاکم با استفاده از اصل همیلتون بدست می‌آیند و روش نیمه‌تحلیلی ناویر برای حل آن‌ها استفاده شده است. به ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ ﺻﺤﺖ و دﻗﺖ ﻧﺘﺎﻳﺞ به‌دست آمده، ﻣﻘﺎﻳﺴﻪای ﺑﺎ ﺟﻮاب‌های ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮای ﺣﺎﻻت ﺧﺎص ارائه می‌گردد. تاثیر پارامترهای مختلف مانند تأثیر نسبت حجمی‌های مختلف، پارامترهای هندسی، شاخص توان، تاثیر ضریب تخلخل بر فرکانس طبیعی استوانه‌ای ساندویچی بررسی می‌شود. از جمله نتایج مهم حاصل از این تحقیق این است که با افزایش درصد نانولوله‌ها، سیستم سفت‌تر شده و به‌تبع آن فرکانس طبیعی نیز افزایش می‌یابد و هم‌چنین برای سرامیک خالص فرکانس طبیعی با افزایش ضریب تخلخل به صورت صعودی افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

میکرو پوسته استوانه‌ ساندویچی

هسته متخلخل

نانولوله‌های کربنی

تئوری تغییر شکل نرمال و برشی مرتبه‌ی بالا

موضوعات