تحلیل ارتعاشات آزاد تیرهای کامپوزیتی هدفمند با استفاده از روش المان محدود

در این مقاله به تحلیل ارتعاشات آزاد تیرهای کامپوزیتی ساخته شده از مواد هدفمند برای شرایط مرزی مختلف بر مبنایتئوری تیر اولر-برنولی و تئوری تیر تیموشنکو پرداخته شده و برای بدست آوردن معادلات حاکم از اصل کار مجازیبهره گیری شده است. در این تحقیق اثر برش عرضی روی فرکانس های اصلی و شکل مد ارتعاشی تیرهای کامپوزیتی ساختهشده از مواد هدفمند بازای نسبت های مختلف طول به ضخامت و درصد حجمی کامپوزیت، برای شرایط مرزی مختلف (ساده،گیردار و یکسرساده و یکسر گیردار) مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین خواص مکانیکی بر اساس قانون توزیع توانی درراستای ضخامت به صورت تدریجی از سرامیک در رویه بالا به فلز در رویه پایین تغییر میکند. در ارزیابی نتایج، تاثیر معناداربرش عرضی روی فرکانسهای ارتعاشی و شکل مد تیرها در نسبت های طول به ضخامت کمتر مشاهده گردیده که این اثر درفرکانس های بالاتر برای کلیه درصد حجمی تیرهای هدفمند بیشتر و آشکارتر مشاهده گردیده است. در نهایت می توان نتیجهگرفت که در سازه های واقعی با نسبت طول به ضخامت کم، اثرات برش عرضی برای پیش بینی دقیق فرکانس های ارتعاشی وشکل مدهای تیرهای ساخته شده از مواد هدفمند همانند مواد همگن می بایستی در نظر گرفته شود.

Keywords:

مواد هدفمند , روش المان محدود , ارتعاشات آزاد , تئوری تیر اولر-برنولی , تئوری تیر تیموشنکو