تحلیل آیرودینامیک و ارتعاشات آزاد ورق های قطاعی ساخته شده از فوم های فلزی تقویت شده با نانو ذرات گرافنی

در این پژوهش رفتار آیرودینامیکی و ارتعاشی ورق های قطاعی ساخته شده از فوم های فلزی که با نانوذرات گرافنی تقویت شده اند، بررسی می شود. فوم های فلزی شاخه ای جدید و پیشرفته از مواد متخلخل هستند که مزیت مهم آن ها نسبت بالای استحکام به چگالی است. اگرچه بخاطر وزن کم، فوم های فلزی امروزه مورد استقبال قرار گرفته اند، ولی همین مورد سبب کاهش در استحکام آن ها می شود و یکی از ضعف های اساسی آن ها به شمار می رود که با اضافه کردن نانوذرات، این ضعف برطرف می شود. نانوذرات گرافنی امروزه به عنوان یکی از بهترین تقویت کننده ها شناخته می شوند. تحت میدان تصادفی گاوسی برای جامدات سلولی بسته، خواص موثر فوم فلزی زمینه بدست آورده شده و با استفاده از دو مدل میکرومکانیکی هالپین-تسای و قانون اختلاط، به ترتیب مدول الاستیسیته و سایر خواص مکانیکی موثر ورق بدست آورده می شوند. توزیع حفرات و همچنین پراکندگی نانوذرات گرافنی در راستای ضخامت، هر کدام بر اساس سه الگوی متفاوت صورت می گیرد و تاثیر آن ها بر رفتار ارتعاشاتی سازه ی مورد بررسی، مشاهده می شود. با بهره گرفتن از روش حساب تغییرات و اصل همیلتون، معادلات حاکم و شرایط مرزی مربوطه بدست آورده می شوند و به صورت عددی به حل آن ها پرداخته و در مورد تاثیر پارامترهای مختلف از جمله توزیع حفرات، پراکندگی نانوذرات و سایر پارامترهای با اهمیت بر نتایج بحث می شود.

Keywords:

مواد متخلخل , نانوذرات گرافنی , تحلیل آیرودینامیک , ارتعاشات آزاد , ورق قطاعی