فرمول‌بندی و آنالیز ارتعاشی ورق‌های چندلایه‌ی متقارن عمودچین نوع لوی با روش المان محدود طیفی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این تحقیق روش المان محدود طیفی برای آنالیز ارتعاشی ورق‌های مستطیلی چندلایه متقارن عمودچین نوع لوی بر اساس تئوری کلاسیک ورق لایه‌لایه ارایه شده است. فرمول‌بندی المان محدود طیفی شامل معادله‌های دیفرانسیل با مشتق‌های پاره‌ای حرکت، میدان جابجایی طیفی، تابع‌های شکل دینامیکی و ماتریس المان طیفی می‌باشد. آنالیز ارتعاشی ورق‌ مرکب در دو بخش ارتعاش آزاد و ارتعاش هارمونیک مورد بررسی قرار گرفته است. دقت نتیجه‌های بدست‌آمده از روش المان محدود طیفی با نتیجه‌های روش‌های المان محدود در حوزه زمان و تحلیلی مورد درست‌سنجی قرار گرفته است. نتیجه‌های بدست‌آمده بیانگر کاهش حجم محاسبه‌ و دقت بالاتر پاسخ‌ در روش المان محدود طیفی، در مقایسه با روش المان محدود در حوزه زمان، به ویژه در مسایل با محتوای فرکانسی بالا هستند

کلیدواژه‌ها


[1]  Leissa, A.W., "Advances in Vibration, Buckling and Postbuckling Studies on Composite Plates", Composite and Structures, Vol. 63, pp. 312-334, (1981).

 

[2]  Reddy, J.N., "A Review of the Literature on Finite Element Modeling of Laminated Composite Plates", Shock Vibration Digest, Vol. 17, pp. 3-8, (1985).

 

[3]  Kapania, R.K., and Raciti, S., "Recent Advances in Analysis of Laminated Beams and Plates, Part II: Vibrations and Wave Propagation", Shock Vibration Digest, Vol. 27, pp. 935-946, (1989).

 

[4]  Doyle, J.F., "A Spectrally Formulated Finite Element for Longitudinal Wave Propagation", International Journal of Analytical and Experimental Modal Analysis, Vol. 3, pp. 1-5, (1988).

 

[5]  Doyle, J.F., "Wave Propagation in Structures", Springer-verlag, New York, (1989).

 

[6]  Doyle, J.F., and Farris, T.N., "A Spectrally Formulated Finite Element for Flexural Wave Propagation in Beams", International Journal of Analytical and Experimental Modal Analysis, Vol. 5, pp.99-107, (1990).

 

[7]  Lee, U., and Lee, J., "Vibration Analysis of the Plate Subject to Distributed Dynamic Loads by using Spectral Element Method", KSME International Journal, Vol. 12, pp. 565-571, (1998).

 

[8]  Lee, U., and Lee, J., "Spectral-Element Method for Levy-type Plates Subject to Dynamic Loads", Journal of Engineering and Mechanics, Vol. 125, pp. 243-247, (1999).

 

[9]  Baz, A., "Spectral Finite-element Modeling of the Longitudinal Wave Propagation in Rods Treated with Active Constrained Layer Damping", Smart Material and Structures, Vol. 9, pp. 372-377, (2000).

 

[10] Lee, U., and Kim, J., "Dynamics of Elastic-Piezoelectric Two-layer Beams using Spectral Element Method", International Journal of Solids and Structures, Vol. 37, pp. 4403-4417, (2000).

 

[11] Lee, U., and Kim, J., "Spectral Element Modeling for the Beams Treated with Active Constraining Layer Damping", International Journal of Solids and Structures, Vol. 38, pp. 5679-5702, (2001).

 

[12] Wang, G., and Wereley, N.M., "Spectral Finite Element Analysis of Sandwich Beams with Passive Constrained Layer Damping", Journal of Vibration and Acoustics, Vol. 124, pp. 376-386. (2002).

 

[13] Mahapatra, D.R., and Gopalakrishnan, S., "A Spectral Finite Element Model for Analysis of Axial-flexural-shear Coupled Wave Propagation in Laminated Composite Beams", Computers and Structures, Vol. 59, pp. 67-88. (2003).

 

[14] Lee, U., and Lee, Ch., "Spectral Element Modeling for Extended Timoshenko Beams", Journal of Sound and Vibration, Vol. 319, pp. 993-1002, (2009).

 

[15] Lee, U., "Spectral ElementMethodinStructuralDynamics", John Wiley & Sons, Inc., New York, (2009).

 

[16] Cheung, Y.K., and Tham, L.G., "The Finite Strip Method", Boca Raton: CRC Press, (1997).

 

[17] Reddy, J.N., "Mechanics of Laminated Composite Plates and Shells", Boca Raton: CRC Press, (2004).

 

[18] Burden, R.L., and Faires, J.D., "Numerical Analysis", Boston: Pws-Kent Publishing Company, (1989).

 

[19] Bathe, J.N., "Finite Element Procedures", Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, (1996).