بررسی ارتعاشات آزاد هیدروالاستیک ورق دایروی قائم از جنس مواد تابعی در تماس با سیال ساکن

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

3 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران

چکیده

در این پژوهش به بررسی ارتعاشات آزاد ورق دایروی از جنس مواد تابعی در تماس با سیال محدود پرداخته شده است. برای تقریب جابجایی‌های ورق از توابع پذیرفتنی هارمونیک چبیشف همراه با توابع مرزی استفاده شده است. با استفاده از روش ریتز، فرکانس‌های طبیعی استخراج شده‌اند. در ادامه، تأثیر پارامترهای مختلف هندسی روی فرکانس‌های طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور حصول اطمینان از نتایج به دست آمده از حل تحلیلی، فرکانس‌های طبیعی حاصل از ورق دایروی در تماس با سیال در حالت خاص ورق همگن آلومینیومی با نتایج حاصل از آزمایش تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Amiri, J. V., Nikkhoo, A., Davoodi, M. R., and Hassanabadi, M. E., “Vibration Analysis of a Mindlin Elastic Plate under a Moving Mass Excitation by Eigen-function Expansion Method”, Thin-Walled Structures, Vol. 62, pp. 53-64, (2013).

 

[2] Hasheminejad, S. M., Khaani, H. A., and Shakeri, R., “Free Vibration and Dynamic Response of a Fluid-coupled Double Elliptical Plate System using Mathieu Functions”, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 75, pp. 66-79, (2013).

 

[3] Kerboua, Y., Lakis, A. A., Thomas, M., and Marcouiller. L., “Vibration Analysis of Rectangular Plates Coupled with Fluid”, Applied Mathematical Modelling, Vol. 32, No. 12, pp. 2570-2586, (2008).

 

[4] Allahverdizadeh, A., Naei, M. H., and Bahrami, M. N., “Nonlinear Free and Forced Vibration Analysis of Thin Circular Functionally Graded Plates”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 310, No. 4, pp. 966-984, (2008).

 

 [5] Tariverdilo, S., Shahmardani, M., Mirzapour, J., and Shabani, R., “Asymmetric Free Vibration of Circular Plate in Contact with Incompressible Fluid”, Applied Mathematical Modeling, Vol. 37, No. 1, pp. 228-239, (2013).

 

[6] Jeong, K. H., “Free Vibration of Two Identical Circular Plates Coupled with Bounded Fluid”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 260, No. 4, pp. 653-670, (2003).

 

[7] Dong, C. Y., “Three-dimensional Free Vibration Analysis of Functionally Graded Annular Plates using the Chebyshev–Ritz Method”, Materials & Design, Vol. 29, No. 8, pp.1518-1525, (2008).

 

[8] Kwak, M. K., “Hydroelastic Vibration of Circular Plates”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 201, No. 3, pp. 293-303, (1997).

 

[9] Amabili, M., “Effect of Finite Fluid Depth on the Hydro Elastic Vibrations of Circular and Annular Plates”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 193, No. 4, pp. 909-925, (1996).

 

[10] Zhou, D., and Cheung, Y. K., “Vibration of Vertical Rectangular Plate in Contact with Water on One Side”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 29, No. 5, pp. 693-710, (2000).

 

[11] Hosseini-Hashemi, S., Karimi, M., and Rokni, H., “Natural Frequencies of Rectangular Mindlin Plates Coupled with Stationary Fluid”, Applied Mathematical Modeling, Vol. 36, No. 2, pp. 764-778, (2012).

 

[12] Jeong, K. H., Lee, G. M., and Kim, T. W., “Free Vibration Analysis of a Circular Plate Partially in Contact with a Liquid”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 324, No. 1, pp. 194-208, (2009).

 

[13] Myung, J. J., and Young, H. C., “Fluid Bounding Effect on Natural Frequencies of Fluid-Coupled Circular Plates”, KSME International Journal, Vol. 17, No. 9, pp. 1297-1315, (2003).

 

[14] قدیریان، حسین، قضاوی، محمدرضا، دهقانی فیروزآبادی، روح الله، تحلیل ارتعاشات آزاد ورق های کامپوزیتی در تماس با سیال به روش ریتز، سومین کنفرانس بین المللی آکوستیک و ارتعاشات، تهران، انجمن آکوستیک و ارتعاشات ایران، (1392).

 

[15] Askari, E., Jeong, K. H., and Amabili, M., “Hydroelastic Vibration of Circular Plates Immersed in a Liquid-filled Container with Free Surface”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 332, No. 12, pp. 3064-3085, (2013).

 

[16] رضوانی، حسین؛ فاضلی، حمید، سعید کیاست، مهدی، حاجی هاشمی، قاسم، محاسبه تأثیر پارامتر جرم افزوده بر روی فرکانس سازه در سیال توسط حل عددی، تحلیلی و نتایج آزمایشگاهی، نشریه علمی و پژوهشی امیرکبیر، دوره 47، شماره 2، 70-60، (1394).

 

[17] Wang, Y. Q., Xue, S. W., Huang, X. B., and Du, W., “Vibrations of Axially Moving Vertical Rectangular Plates in Contact with Fluid”, International Journal of Structural Stability and Dynamics, Vol. 16, No. 2, pp. 1450092, (2016).

 

[18] Khorshidi, K., Akbari, F., and Ghadirian, H., “Experimental and Analytical Modal Studies of Vibrating Rectangular Plates in Contact with a Bounded Fluid”, Ocean Engineering, Vol. 140, pp. 146-154, (2017).

 

[19] Jomehzadeh, E., Saidi, A. R., and Atashipour, S. R., “An Analytical Approach for Stress Analysis of Functionally Graded Annular Sector Plates”, Materials and Design, Vol. 30, No. 9, pp. 3679-3685, (2009).

 

[20] Mehrabadi, S. J., Kargarnovin, M. H., and Najafizadeh M. M., “Free Vibration Analysis of Functionally Graded Coupled Circular Plate with Piezoelectric Layers”, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 23, No. 8, pp. 2008-2021, (2009).

 

[21] Hosseini-Hashemi, S., Taher, H. R. D., Akhavan, H., and Omidi M., “Free Vibration of Functionally Graded Rectangular Plates using First-order Shear Deformation Plate Theory”, Applied Mathematical Modeling, Vol. 34, No. 5, pp. 1276-1291, (2010).

 

[22] Khorshidi, K., and Bakhsheshy, A., “Free Natural Frequency Analysis of an FG Composite Rectangular Plate Coupled with Fluid using Rayleigh–Ritz Method”, Mechanics of Advanced Composite Structures‎, Vol. 1, No. 2, pp. 131-143, (2014).

 

[23] Zhou, D., Au, F. T., Cheung, K. Y. K., and Lo, S. H., “Three-dimensional Vibration Analysis of Circular and Annular Plates Via the Chebyshev–Ritz Method”, International Journal of Solids and Structures, Vol. 40, No. 12, pp. 3089-3105, (2003).

 

[24] Fox, L. P., “Chebyshev Polynomials in Numerical Analysis”, No. 519.4 F6, Oxford University Press, London, United Kingdom, (1968).

[25] Hejripour, F., and Saidi A. R., “Nonlinear Free Vibration Analysis of Annular Sector Plates using Differential Quadrature Method”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 226, No. 2, pp. 485-497, (2012).

 

[26] Myung, J. J., and Young, H. C., “Fluid Bounding Effect on Natural Frequencies of Fluid-Coupled Circular Plates”, KSME International Journal, Vol. 17, No. 9, pp. 1297-1315, (2003).

 

[27] Bracewell, R., “The Fourier Transform and its Applications”, Vol. 84, CRC Press, (2017).

 

[28] Hosseini-Hashemi, S., Karimi, M., and Taher, H. R. D., “Vibration Analysis of Rectangular Mindlin Plates on Elastic Foundations and Vertically in Contact with Stationary Fluid by the Ritz Method”, Ocean Engineering, Vol. 37, No. 2, pp.174-185, (2010).

 

[29] Rao, S., “Mechanical Vibrations”, 4th Edition, Pearson Education, Upper Saddle River, USA, (2004).

 

[30] Ren, W. X., Zhao, T., and Harik, I. E., “Experimental and Analytical Modal Analysis of Steel Arch Bridge”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 130, No. 7, pp. 1022-1031, (2004).

 

[31] Hosseini-Hashemi, S., Atashipoor, S. R., Karimi, M., and Es’haghi, M., “Free Vibration of Functionally Graded Elliptical Plates”, Iranian Journal of Marine Engineering, Vol. 15, No. 8, pp. 43-60, (2012).