بررسي اثر شرايط مرزي ، زاويه راس و جنس هسته بر ارتعاشات آزاد پوسته كوپل مخروطي - مخروطي ساندويچي

Effects of Boundary Conditions, Cone Angle and Core Material on Free Vibration of the Joined Sandwich Conical-Conical Shell

در اين تحقيق، به كمك روش تفاضل مربعات (DQM) به تحليل ارتعاشات آزاد پوسته كوپل مخروطي- مخروطي ساندويچي پرداخته شده است. هندسه پوسته مخروطي بررسي شده در اين تحقيق به صورت ناقص مي باشد. هسته ساندويچ پنل، چهار نوع ماده مختلف پلي اتراتركتون (PEEK)، پلي كربنات (PC)، پلي پروپيلن جامد (SPP) و فوم پلي آميد با چگالي بالا (HDPF) و لايه هاي داخلي و خارجي از جنس آلومينيوم در نظر شده است. مدل سازي رياضي به كمك تئوري تغيير شكل برشي مرتبه اول (FSDT) پوسته انجام و معادلات حركت به كمك روش هميلتون استخراج شده است. معادلات حركت حاكم بر ارتعاشات پوسته، معادلات مربوط به شرايط مرزي در دوسر و معادلات مربوط به شرط پيوستگي در محل اتصال دو پوسته، به كمك روش DQ گسسته سازي شده و رابطه مسئله مقدار ويژه و در نتيجه آن، فركانس طبيعي محاسبه شده است. اثر تغيير طول، ضخامت، زاويه راس مخروط، جنس هسته و همچنين اثر شرايط مرزي مختلف بر روي فركانس طبيعي بررسي گرديده است. به منظور اعتبارسنجي، مقايسه اي ميان نتايج بدست آمده و نتايج موجود در ادبيات تحقيق و همچنين نرم افزار آباكوس (Abaqus) صورت گرفته است.

In this paper, free vibration of the joined sandwich conical-conical shell is investigated by using differential quadrature method (DQM). It is assumed that the conical shell is truncated. The core of sandwich conicalconical shell is made from the four different types of materials such as Polyether ether ketone (PEEK), Polycarbonate (PC), Solid polypropylene (SPP) and high density polyimide foam (HDPF), and Aluminum is supposed for material of inner and outer skin layers. The first-order shear deformation shell theory (FSDT) is adopted to formulate the theoretical model and governing equations of motion are derivated by Hamilton’s principle. The governing equations of motion, the boundary conditions of the two ends of the shell and the continuity conditions at the interface section of shell segments, are discretized by means of the DQM. Then, eigenvalue problem, and, consequently natural frequencies are achieved. The effects of thickness, length of the shell, cone angle, material of the core and boundary conditions on natural frequencies are investigated. To verify the accuracy of this method, comparisons of the present results with results available in the open literature and Abaqus software are performed.