نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی صنایع، مکانیک و هوافضا، مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا، بوئین زهرا، ایران

2 دانشکده هوافضا-دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

3 گروه هوایی دانشگاه علوم انتظامی امین، تهران، ایران

چکیده

امروزه در سطح دنیا با پیشرفت روز افزون تکنولوژی های ساخت و طراحی، امکان ساخت کامپوزیت های الیاف-فلز با سفتی متغیر فراهم شده است. این کامپوزیت ها باتوجه به دارا بودن مزایای همزمان فلز و کامپوزیت، در صنایع مختلف به ویژه در صنعت هوایی بسیار کاربرد دارند. به عنوان نوآوری در این پژوهش، تحلیل فرکانسی صفحات لایه ای الیاف-فلز سفتی متغیر تحت بار حرارتی با روش نوار محدود نیمه تحلیلی بر مبنای تئوری کلاسیک صفحات مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، اثرات شرایط مرزی، لایه چینی، تعداد لایه ها و اثر ابعاد هندسی بر رفتار فرکانسی صفحات فوق مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می دهد فرکانس صفحات الیاف-فلز سفتی متغیر در شرایط مرزی مختلف با افزایش درجه حرارت، ضخامت و قیدهای صفحه افزایش می یابد. تغییر راستای الیاف و تغییر ابعاد هندسی نیز بر فرکانس صفحات تاثیرگذار است. جهت صحه سنجی، بخشی از نتایج با چند مرجع مختلف مقایسه و درستی نتایج تایید شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

vibration of variable stiffness composite laminates with curvilinear fibers," Composite Structures, vol. 93, no. 11, pp. 3040-3047, 2011.
[2]    H. G. Bargh and M. H. Sadr-Lahidjani, "Optimal design by Elitist-Genetic algorithm for maximum fundamental frequency of fiber metal laminated plates," in Key Engineering Materials, 2011, vol. 471, pp. 331-336: Trans Tech Publ.
[3]    H. Ghashochi-Bargh and M. Sadr, "PSO algorithm for fundamental frequency optimization of fiber metal laminated panels," Structural Engineering and Mechanics, vol. 47, no. 5, pp. 713-727, 2013.
[4]    R. Sourki, R. Faal, and A. Milani, "Vibration analysis of orthotropic functionally graded composite plates in thermal environment using high-order shear deformation theory: Frequency suppression by tuning the in-plane forces," International Journal of Applied and Computational Mathematics, vol. 6, pp. 1-27, 2020.
[5]    A. Gupta and S. Pradyumna, "Geometrically nonlinear dynamic analysis of variable stiffness composite laminated and sandwich shell panels," Thin-Walled Structures, vol. 173, p. 109021, 2022.
[6]    A. Rashed and E. Demir, "Design of variable stiffness composites for maximum fundamental frequency considering manufacturing constraints of tow steering," Composite Structures, vol. 284, p. 115151, 2022.
[7] N. Sharma, P. K. Swain, D. K. Maiti, and B. N. Singh, "Static and free vibration analyses and dynamic control of smart variable stiffness laminated composite plate with delamination," Composite Structures, vol. 280, p. 114793, 2022.
[8] A. Milazzo, "Free vibrations analysis of cracked variable stiffness composite plates by the eXtended Ritz method," Mechanics of Advanced Materials and Structures, pp. 1-17, 2022.
[9] B. Daraei, S. Shojaee, and S. Hamzehei-Javaran, "Free vibration analysis of composite laminated beams with curvilinear fibers via refined theories," Mechanics of Advanced Materials and Structures, vol. 29, no. 6, pp. 840-849, 2022.
[10]  R. Vescovini, "Analysis of variable stiffness panels with complex geometries using R-functions," in AIAA Scitech 2022 Forum, 2022, p. 0535.
[11]  M. Merzuki, Q. Ma, M. Rejab, M. Sani, and B. Zhang, "Experimental and numerical investigation of fibre-metal-laminates (FMLs) under free vibration analysis," Materials Today: Proceedings, vol. 48, pp. 854-860, 2022.
[12]  R. M. Jones, Mechanics of composite materials. Springer, 1999.
[13]  V. Khalafi and J. Fazilati, "Free vibration analysis of variable stiffness composite laminated thin skew plates using IGA," Journal of Theoretical and Applied Vibration and Acoustics, vol. 4, no. 2, pp. 171-188, 2018.
[14]  H. Ovesy and H. Assaee, "Buckling characteristics of some composite stiffened boxes under longitudinal compression and bending using finite strip approach," in 44th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, 2003, p. 1791.
[15]  H. Assaee, "Post-local buckling analysis of composite thin-walled sections using semi-finite strip method," PhD Thesis, Amirkabir University of Technology, Iran, 2008.
[16]  J. Chen and D. Dawe, "Linear transient analysis of rectangular laminated plates by a finite strip-mode superposition method," Composite structures, vol. 35, no. 2, pp. 213-228, 1996.
[17]  M. K. Apalak, M. Yildirim, and R. Ekici, "Layer optimisation for maximum fundamental frequency of laminated composite plates for different edge conditions," Composites Science and Technology, vol. 68, no. 2, pp. 537-550, 2008.
[18]  Y. Narita, "Layerwise optimization for the maximum fundamental frequency of laminated composite plates," Journal of Sound and Vibration, vol. 263, no. 5, pp. 1005-1016, 2003.
[19]  V. Khalafi and J. Fazilati, "Supersonic flutter analysis of curvilinear fiber variable stiffness composite laminated plates," in 5th International Conference on Composites: Characterization, Fabrication and Application, CCFA-5, 2016.
[20]  S. F. M. de Almeida and J. S. Hansen, "Natural frequencies of composite plates with tailored thermal residual-stresses," International Journal of Solids and Structures, vol. 36, no. 23, pp. 3517-3539, 1999.
[21]  R. C. Rice, Metallic materials properties development and standardization (MMPDS). National Technical Information Service. cap: National Technical Information Service, 2003.