بررسی تحلیلی و عددی رفتار ارتعاشی پوسته استوانه ای متشکل از ماده مدرج تابعی تحت بارگذاری مکانیکی و حرارتی

با پیدایش مواد کامپوزیتی پیشرفت عظیمی در بسیاری از کاربردهای مهندسی حاصل شد. با این وجود، مشکلاتی نظیر لایه لایه شدن، تمرکز و توزیع ناپیوسته تنش، فکر ساختن نوع جدیدی از مواد مرکب که خواص در آنها به صورت پیوسته تغییر کند و بر مشکلات نام برده بالا فائق آید، پژوهشگران را به سمت ساخت و تولید مواد با خواص درجهبندی شده هدایت نمود. آثار مخربی که پدیده تشدید میتواند به دنبال داشته باشد، اهمیت بررسی و تحلیل ارتعاشات آزاد را به ویژه در هندسه ها و مواد پرکاربرد به خوبی نشان میدهد. هدف اصلی در این مقاله بررسی سهبعدی ارتعاشات آزاد پوسته های استوانه ای با خواص درجهبندی میباشد. در این مقاله ابتدا روابط سینماتیک و روابط ساختاری یک پوسته استوانه ای برای حالتهای خطی و غیرخطی بیان میشود. سپس با استفاده از این روابط معادلات حرکت به دست آورده شده و در ادامه با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس یک پوسته استوانه ای از جنس مواد مدرچ تابعی مدل میگردد. پس از مشبندی مدل و اعمال بارهای حرارتی، بارهای مکانیکی و استفاده از تکیهگاه های مختلف، حل عددی حاصل می شود. تغییرات فرکانس برای دماها، جرمها و تکیهگاه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته شده و نتایج نشان میدهدکه با افزایش جرم و دما، فرکانس کاهش مییابد، همچنین مشاهده شده است که با تغییر در تکیهگاه، فرکانس طبیعی تغییر مییابد. در نهایت با توجه به نتایج حاصل شده برای تنش و فرکانس، پیشنهاد میگردد به جای استفاده از ساختار های قدیمی، از ماده مدرج تابعی در مواردی که همزمان تحت بارهای مکانیکی و حرارتی هستند، استفاده شود.