بررسي پارامتري ارتعاشات ورق ساندويچي با رويه‌هاي چند لايه مركب و هسته هوشمند مگنتوريولوژيكال

A parametric study of the free vibration analysis of composite sandwich plate with magneto-rheological smart core

در اين مقاله ارتعاشات آزاد ورق ساندويچي مربعي ساخته شده از مواد مركب با هسته مگنتوريولوژيكال و يك لايه مقيد كننده مورد بررسي قرار گرفته است. از اصل هميلتون براي استخراج معادلات حركت ورق ساندويچي استفاده شده و براساس روش نوير، حل تحليلي ورق با شرايط مرزي ساده ارايه شده است. براي مدل‌سازي رويه‌هاي مركب از تيوري كلاسيك ورق‌هاي چندلايه‌ي مركب بهره برده و در مدل‌سازي هسته، تنها انرژي كرنشي برشي در نظر گرفته شده است. كرنش برشي در هسته، با نوشتن روابط پيوستگي جابه‌جايي در محل اتصال رويه‌ها به هسته، برحسب مولفه‌هاي جابه‌جايي در رويه‌ها بيان شده است. مدول برشي مختلط ماده مگنتوريولوژيكال در ناحيه قبل از تسليم با مدول برشي مختلط كه تابع شدت ميدان مغناطيسي است مدل شده و درستي روابط از مقايسه نتايج برحسب فركانس طبيعي، با نتايج موجود در دبيره نشان داده شده است. اثر شدت ميدان مغناطيسي، نسبت منظري، ضخامت هسته و ضخامت لايه مقيد كننده براي سه نوع لايه‌چيني مختلف بر فركانس طبيعي و ضريب استهلاك مودال مربوط به مود اول ورق مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان از تاثير قابل ملاحظه‌ پارامترهاي فيزيكي و هندسي، بر فركانس طبيعي و ضريب استهلاك مودال مربوط به مود اول ورق ساندويچي دارند.

Free vibration characteristics of rectangular composite plate with constrained layer damping and magneto-rheological fluid (MR) core are presented. Hamilton principal is used to obtain the equation of motion of the sandwich plate. Based on the Navier method, a closed-form solution is presented for free vibration analysis of MR sandwich plate under simply supported boundary conditions. The governing equation of motion is derived on the base of classical lamination theory for the faceplates. Only shear strain energy density of the core is considered. Using displacement continuity conditions at the interface of the layers and core, shear strain of the core is expressed in terms of displacement components of the base and constraint layers. The complex shear modulus of the MR material in the pre-yield region was described by complex modulus approach as a function of magnetic field intensity. The validity of the developed formulation is demonstrated by comparing the results in terms of natural frequencies with those in the available literature. The effects of magnetic field intensity, plate aspect ratio, and thickness of the MR core, base layer and constrained layer for three different stacking sequences of composite faceplates on the fundamental frequency and loss factor of the first mode are discussed. The results indicate significant effect of physical and geometrical parameters on the natural frequency and loss factor associated with the first mode.