بررسي تاثير نصب جرم گسترده بر سرعت فلاتر ورق يك سر گيردار كامپوزيتي در جريان مافوق صوت

Investigation of attached mass effect on flutter speed of cantilever composite plate in supersonic flow

در اين پژوهش رفتار ارتعاشي و فلاتر يك ورق كامپوزيتي چند لايه يك سر گيردار در حضور جرم گسترده بررسي شده است. به‌منظور استخراج فركانس هاي طبيعي با انتخاب مودهاي فرضي از روش ريلي ريتز استفاده شده است. در اين روش انرژي كرنشي ورق محاسبه شده و اثر جرم گسترده اضافه شده به صورت انرژي جنبشي براي سيستم لحاظ شده است. پس از حل مسئله مقدار ويژه فركانس‌هاي طبيعي و حل ارتعاشات اجباري با در نظر گرفتن اثر سيال بر روي صفحه با استفاده از تئوري پيستون، سرعت فلاتر براي ورق با و بدون جرم گسترده بدست آمده است. اثر گستردگي طول يك جرم مشخص بر رفتار ارتعاشي ورق بررسي شده است. علاوه بر اين، افزايش چگالي جرم اضافه شده در يك موقعيت مشخص بر سرعت فلاتر نشان داده شده است. تاثير فاصله قرارگيري جرم گسترده از انتهاي گيردار ورق مورد مطالعه قرار گرفته و تغييرات فشار آيروديناميكي بي بعد و فركانس بي بعد فلاتر به‌دست آمده است. در انتها با فرض چندلايه با زاويه لايه چيني‌هاي متفاوت رفتار ارتعاش اجباري ورق بدست آمده است.

In this study the vibration behavior of a laminated composite cantilever plate with an attached strip mass was studied. In order to extract flutter speed, the Rayleigh-Ritz method was used by choosing selected shape functions. In this method, strain energy of the plate is calculated and the effect of attached mass is considered as kinetic energy for the system. After reaching an eigenvalue problem then natural frequencies, the force vibration of the plate is analyzed by piston method and flutter speed for each case study is obtained. The effect of the attached mass length is shown. Moreover results have shown that flutter speed was reduced continuously by increasing the mass density. Also by considering a specific laminate with different orientation of layers flutter speed is obtained. At the end attached mass offset from clamped edge is analyzed. In this paper effect of attachment mass, mass length and mass position on plate flutter frequency is analyzed. The results obtained through this study reveal that strip mass density, attached mass length, orientation of composite layers and attached mass position can change the system critical dynamic pressure significantly.