تحليل رفتار ارتعاشات خطي پوسته هاي مشبك غير همسان مخروطي كامپوزيتي تشكيل شده از ريبهاي هليكال با شبكه غير همسان

Analysis of linear vibrational behavior of anisogrid lattice composite conical shells, formed by helical ribs

سازه كامپوزيتي مشبك مخروطي در اين مقاله متشكل از ريب‌هاي هليكال و پوسته نازك خارجي مي‌باشد. در تحقيق حاضر، ارتعاشات آزاد اين سازه ها با درنظر گرفتن پوسته خارجي و بدون اين پوسته مورد بررسي قرار گرفته است. روش معادل سازي سفتي براي بدست آوردن ضريب‌هاي سفتي پوسته مخروطي بكار رفته است. فرمولاسيون تئوري در نظر گرفته شده، بر مبناي تئوري پوسته‌هاي نازك ساندرز مي‌باشد. براي اعتبار سنجي نتايج تحليلي بدست آمده، با استفاده از نرم افزار انسيس، مدل سه بعدي المان محدود سازه مشبك مخروطي كامپوزيتي ايجاد و تحليل گرديده است. به منظور ارزيابي صحت اين روش، مقايسه بين نتيجه‌هاي اين روش با نتيجه‌هاي بدست آمده از نرم افزار انسيس صورت گرفته كه تطابق خوبي بين آن‌ها وجود دارد. همچنين حالت‌هاي خاصي نظير تأثير زاويه رأس مخروط و ضخامت پوسته خارجي روي فركانس طبيعي سازه مخروطي بررسي گرديده است. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش زاويه رأس مخروط منجر به افزايش فركانس‌هاي طبيعي پوسته مي‌گردد. علاوه بر اين، براي مقدار خاصي از ضخامت پوسته خارجي سازه مخروطي، افزايش اين ضخامت منجر به كاهش فركانس هاي طبيعي مي‌شود. بدليل اين‌كه محققين كمي صرفا" رفتار ارتعاشاتي پوسته هاي مشبك كامپوزيتي استوانه اي را تحقيق نموده‌اند، نتيجه‌هاي بدست آمده جديد بوده و براي تحقيقات بيشتر در آينده مورد استفاده خواهد بود.

The composite conical lattice structure in this paper is made of helical ribs and thin outer skin. In this research, free vibrations of these structures with and without outer skin were investigated. A smeared method is employed to obtain the coefficients of stiffness of conical shell. Theoretical formulations are based on sander’s thin theory of shell. For verification of the analytically obtained results, using ANSYS software the 3D finite element model of composite lattice conical shell is built and analyzed. To verify the accuracy of this method, comparisons of the results is made with numerical results from ANSYS Software and good agreement is observed between them. Also, some special cases as influences of the semi vertex angle and thickness of the outer skin on the natural frequencies of the conical shell are studied. It is concluded that, increase of the semi vertex angle leads to increasing the natural frequencies of conical shell. Moreover, for outer shell thicknesses greater than a specific value, the increment of the thickness of the outer skin leads to decreasing the natural frequencies. As only a few researchers investigated merely vibrational behavior of the composite lattice cylindrical shell, the obtained results of this paper have novelty and can be used for further and future researches.