تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,293 |
تعداد مقالات | 15,840 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,054,220 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,842,540 |
تحلیل ارتعاشات اجباری پوستههای استوانهای کامپوزیتی هیبریدی تقویت شده با الیاف حافظهدار در محیط گرمایی | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
دوره 54، شماره 3 - شماره پیاپی 108، آبان 1403، صفحه 11-20 اصل مقاله (691.52 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2024.61155.3398 | ||
نویسندگان | ||
مرتضی نکوئی* 1؛ میثم محمدی2؛ نرجس مطهری3 | ||
1استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد کهنوج، دانشگاه آزاد اسلامی، کهنوج، ایران | ||
2دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ولی عصر رفسنجان، رفسنجان، ایران | ||
3استادیار، گروه ریاضی، واحد کهنوج، دانشگاه آزاد اسلامی، کهنوج، ایران | ||
چکیده | ||
بهدلیل گرمایش آیرودینامیکی، دمای پوستهی هواپیما و موشک به مقدار قابل ملاحظهای افزایش مییابد که باعث کاهش عملکرد پرواز در اثر ارتعاشات اجباری میشود. آلیاژهای حافظهدار بهعلت ویژگیهای ترمومکانیکی از جمله تولید نیرو و بازیابی کرنشهای بزرگ با اعمال گرما، میتوانند جهت رفع این مشکل مورد استفاده قرار گیرند. در این پژوهش، پاسخ ارتعاشات اجباری پوستههای استوانهای کامپوزیتی تقویت شده با الیاف حافظهدار نایتینول بررسی شده است. تغییرات تنش بازیابی و مدول یانگ با دما در الیاف حافظهدار با استفاده از مدل برینسون محاسبه شده است. معادلات حرکت بر اساس نظریه کلاسیک پوسته با استفاده از روابط کرنش-جابجایی غیرخطی هندسی ون-کارمن با تقریب اول لاو به کمک اصل همیلتون استخراج شده است. برای حل معادلات از روش مربعات تفاضلی تعمیمیافته در جهت طول استفاده شده است. اثر پیش کرنش و کسر حجمی الیاف حافظهدار بر پاسخ ارتعاشات اجباری پوستههای استوانهای کامپوزیتی تقویت شده با الیاف حافظهدار تحت تاثیر تغییرات دما برای شرایط مرزی مختلف بررسی شده است. نتایج عددی نشان میدهد، استفاده مناسب از الیاف حافظهدار دارای پیش کرنش باعث افزایش فرکانس تشدید و کاهش دامنه ارتعاشات اجباری میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
ارتعاشات اجباری؛ پوستههای استوانهای کامپوزیتی هیبریدی؛ آلیاژهای حافظهدار؛ مدل ساختاری برینسون؛ روش مربعات تفاضلی تعمیمیافته؛ فرکانس تشدید | ||
مراجع | ||
[1] Ölander A. An electrochemical investigation of solid cadmium-gold alloys. Journal of the American Chemical Society. 1932;54(10):3819-33. [2] Buehler WJ, Gilfrich J, Wiley R. Effect of low‐temperature phase changes on the mechanical properties of alloys near composition TiNi. Journal of applied physics. 1963;34(5):1475-7. [3] نعمت زاده ف، مستعان ح، سیدصالحی م. مطالعه عددی رفتار مکانیکی استنت های آلیاژهای حافظه دار نیکل تیتانیوم در شرایط بارگذاری شعاعی جهت کاربرد در عروق محیطی. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1401، د. 52، ش. 2، ص 233-9. [4] Tanaka K. A thermomechanical sketch of shape memory effect: one-dimensional tensile behavior. RES MECHANICA. 1986;18(3):251-63. [5] Liang C, Rogers CA. One-Dimensional Thermomechanical Constitutive Relations for Shape Memory Materials. Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 1990;1(2):207-34. [6] Brinson LC. One-dimensional constitutive behavior of shape memory alloys: thermomechanical derivation with non-constant material functions and redefined martensite internal variable. Journal of intelligent material systems and structures. 1993;4(2):229-42. [7] Epps JJ, Chopra I. Comparative evaluation of shape memory alloy constitutive models with test data. Proceedings of the 38th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference and Adaptive Structures Forum; College Park, Maryland1997. 251-63. [8] مهندسی ن، طالبی م. تحلیل ارتعاشات غیرخطی پوستهی استوانهای ساندویچی دارای هسته با ضریب پواسون منفی. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1402، د. 53، ش. 2، ص 175-83. [9] Li M, Li Y, Liu X, Dai F, Yu D. Forced vibration of an axially moving laminated composite cylindrical shallow shell. Meccanica. 2023;58(8):1581-98. [10] Ding H-X, She G-L. Nonlinear combined resonances of axially moving graphene platelets reinforced metal foams cylindrical shells under forced vibrations. Nonlinear Dynamics. 2024;112(1):419-41. [11] Xue J-R, Zhang Y-W, Niu M-Q, Chen L-Q. Vibration reduction in a composite laminated cylindrical shell via embedded NiTiNOL-steel wire ropes. Nonlinear Dynamics. 2023;111(8):7181-97. [12] Gol Zardian M, Moslemi N, Mozafari F, Gohari S, Yahya MY, Burvill C, et al. Flexural and free vibration control of smart epoxy composite beams using shape memory alloy wires actuator. Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 2020;31(13):1557-66. [13] Parhi A, Singh BN. Nonlinear free vibration analysis of shape memory alloy embedded laminated composite shell panel. Mechanics of Advanced Materials and Structures. 2017;24(9):713-24. [14] Asadi H, Kiani Y, Aghdam MM, Shakeri M. Enhanced thermal buckling of laminated composite cylindrical shells with shape memory alloy. Journal of Composite Materials. 2016;50(2):243-56. [15] Bayat Y, EkhteraeiToussi H. Exact solution of thermal buckling and post buckling of composite and SMA hybrid composite beam by layerwise theory. Aerospace Science and Technology. 2017;67:484-94. [16] Karimiasl M, Ebrahimi F, Mahesh V. Nonlinear free and forced vibration analysis of multiscale composite doubly curved shell embedded in shape-memory alloy fiber under hygrothermal environment. Journal of Vibration and Control. 2019;25(13):1945-57. [17] Amiri A, Mohammadimehr M, Rahaghi MI. Vibration analysis of a micro-cylindrical sandwich panel with reinforced shape-memory alloys face sheets and porous core. The European Physical Journal Plus. 2021;136(8):887. [18] Nekouei M, Raghebi M, Mohammadi M. Free vibration analysis of laminated composite conical shells reinforced with shape memory alloy fibers. Acta Mechanica. 2019;230(12):4235-55. [19] Nekouei M, Raghebi M, Mohammadi M. Free vibration analysis of hybrid laminated composite cylindrical shells reinforced with shape memory alloy fibers. Journal of Vibration and Control. 2020;26(7-8):610-26. [20] Nekouei M, Mohammadi M, Raghebi M, Motahari N. Stability analysis of hybrid laminated cylindrical shells reinforced with shape memory fibers. Engineering Analysis with Boundary Elements. 2023;152:739-56. [21] نکوئی م، محمدی م، راغبی م. تحلیل کمانش پوستههای استوانهای کامپوزیتی هیبریدی تقویت شده با الیاف حافظهدار در محیط گرمایی. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1400، د. 51، ش. 4، ص 517-26. [22] Auricchio F, Sacco E. A one-dimensional model for superelastic shape-memory alloys with different elastic properties between austenite and martensite. International Journal of Non-Linear Mechanics. 1997;32(6):1101-14. [23] Roh JH, Oh IK, Yang SM, Han JH, Lee I. Thermal post-buckling analysis of shape memory alloy hybrid composite shell panels. Smart Materials and Structures. 2004;13(6):1337-44. [24] Chamis CC. Simplified composite micromechanics equations for hygral, thermal and mechanical properties. NASA Technical Memorandum 83320: Reinforced Plastics Composites Institute Houston Texas; 1983. [25] Qatu MS. Vibration of laminated shells and plates. Bloomfield, Michigan: Elsevier; 2004. [26] Lee H, Kwak MK. Free vibration analysis of a circular cylindrical shell using the Rayleigh–Ritz method and comparison of different shell theories. Journal of Sound and Vibration. 2015;353:344-77. [27] Reddy JN. Mechanics of laminated composite plates and shells: theory and analysis. New York: CRC press; 2004. [28] Akbari M, Kiani Y, Eslami MR. Thermal buckling of temperature-dependent FGM conical shells with arbitrary edge supports. Acta Mechanica. 2015;226(3):897-915. [29] Brush DO, Almroth BO. Buckling of bars, plates, and shells. New York: McGraw-Hill Inc; 1975. [30] Shu C. Differential quadrature and its application in engineering: Springer Science & Business Media; 2012. [31] Talezadehlari A. Free vibration analysis of perforated composite cylindrical shell and panel using multi-domain generalized differential quadrature (GDQ) method. Composite Structures. 2022;287:115337. [32] Shen HS. Thermal postbuckling of shear deformable FGM cylindrical shells with temperature-dependent properties. Mechanics of Advanced Materials and Structures. 2007;14(6):439-52. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 38 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 71 |