تحليل آكوستيكي پوسته استوانه اي جدار ضخيم با تغيير شكل هاي برشي مراتب بالا به روش اصل هميلتون

Vibro-acoustic study on transverse-isotropic thick-walled cylindrical shells considering high shear deformation theory using Hamilton principle

در اين مقاله يك روش تحليلي، جهت محاسبه افت انتقال صوت در پوسته هاي استوانه‌اي همسانگرد عرضي جدار ضخيم، ارايه شده است. براي اين منظور يك پوسته استوانه‌اي همسانگرد عرضي با طول بي نهايت در معرض تابش يك موج صوتي صفحه اي مايل قرار گرفته است. پوسته در داخل محيط سيال غوطه ور بوده و سيال خارجي با سرعت ثابت از روي آن عبور مي كند. براي يافتن معادلات ارتعاشي پوسته از تيوري تغيير شكلهاي برشي مرتبه سوم استفاده شده است. همچنين، معادلات حركت پوسته به كمك اصل هميلتون به دست مي آيند. با حل همزمان معادلات ارتعاشي پوسته و روابط امواج آكوستيكي، مقادير افت انتقال صوت حاصل مي شود كه اين نتايج با كار ساير محققين مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهند كه تيوري مرتبه سوم برشي در مقايسه با تيوري هاي كلاسيك و تغيير شكل هاي برشي مرتبه اول، به خصوص در فركانس‌هاي بالا و با كاهش نسبت شعاع به ضخامت، دقت بيشتري از خود نشان مي دهد.

This paper presents an analytical approach to predict sound Transmission Loss (TL) of a thick-walled transverse-isotropic cylindrical shell. An infinitely long transverse-isotropic cylindrical shell subjected to an oblique plane wave. The shell is immersed into an external fluid medium while the airflow in external fluid medium is moving with a constant velocity. In order to derive the governing equations the Third-order Shear Deformation Theory (TSDT) is used. Also, the equations of motion of the shell are obtained using Hamiltonʹs principle. With solving the shell vibration equations along with acoustic wave equations simultaneously, the exact solution for TL is obtained. Transmission loss resultant from this solution is compared with those of other authors. The results also indicate that TSDT is more powerful than FSDT and CST, especially in high frequency range and thick-walled shell.