تحلیل ارتعاش آزاد ورق‌های ساندویچی با هسته حاوی سیال ویسکوالاستیک مغناطیسی با استفاده از روش نوار محدود اسپلاین

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشگاه صنعتی اصفهان

3 عضو هیئت علمی/دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در پژوهش حاضر یک ورق ساندویچی حاوی سیال ویسکوالاستیک مغناطیسی در هسته با رویه‌های کامپوزیتی مورد ارزیابی قرارگرفته و روابط حاکم با در نظر گرفتن درجات آزادی مستقل ناشی از خمش برای لایه‌های فوقانی و زیرین هسته، بر مبنای اصل همیلتون و با استفاده از روش نوار محدود اسپلاین استخراج‌ شده است. جهت صحت‌سنجی نتایج، نتایج به دست آمده با سایر پژوهش‌های مشابه که با روش‌هایی نظیر المان محدود به بررسی ارتعاش آزاد ورق‌های ساندویچی پرداخته‌اند، مقایسه شده است. در این پژوهش تأثیر پارامترهای گوناگون، از جمله شرایط مختلف مرزی، که در سایر مطالعات چندان مورد توجه قرار نگرفته مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین تأثیرپذیری فرکانس و ضریب استهلاک، تحت اثر عوامل مختلفی نظیر شدت میدان مغناطیسی، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج بیانگر آن است که روش نوار محدود اسپلاین دارای سرعت همگرایی و دقت مناسبی است. همچنین مشخص شد که افزایش شدت میدان مغناطیسی به افزایش فرکانس و ضریب استهلاک منجر میشود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Free vibration analysis of sandwich plates with the magnetic viscoelastic fluid core using spline finite strip method

نویسندگان [English]

  • Sajjad Mohajeri 1
  • Saeid Sarrami-Foroushani 2
  • Mojtaba Azhari 3
1 M.Sc, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, 84156-83111, Iran
2 Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, 84156-83111, Iran
3 Professor, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, 84156-83111, Iran
چکیده [English]

Sandwich plates containing magnetic fluids in the core are considered nowadays as a smart structure. Due to the ability of rapid change in the viscosity of the fluid in the core, plate can be used to control the vibration of the structure and to deplete the energy. In the present study, free vibration behavior of a sandwich plate which is made of composite glass-epoxy fiber face sheets and contains magnetic fluid in the core is investigated. Based on the Hamilton’s principle and considering independent bending degrees of freedom for upper and lower faces, free vibration governing equations of the plate are derived using the spline finite strip method. To validate the proposed method, the results are compared with those of other similar studies which use different methods. Then, the effects of different parameters, e.g. diverse boundary conditions, which are rarely considered elsewhere, are evaluated based on the proposed formulation. Moreover, the frequency impacts as well as the modal loss factor which are two main parameters in the vibration analysis of these structures are considered and the effect of different factors such as magnetic field intensity and fluid thickness in the core are investigated. The results indicate that the spline finite strip method has good accuracy in analyzing sandwich plates containing a flexible core. Besides, the results show that increasing the intensity of the magnetic field causes an increase in the frequency and loss factor corresponding to each mode. Moreover, increasing the thickness of the fluid leads to increase in the loss factor and decrease the frequency. The results indicate that despite the change in the strain energy of the structure, due to changes in the fiber orientation of the composite layers, the frequency of each mode does not change significantly. It was also found that the clamped plate has the highest frequency and the simply supported boundary condition has the lowest frequency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sandwich plate
  • Magnetic Viscoelastic Fluid
  • Composite
  • free vibration
  • Spline Finite Strip Method