تحلیل ارتعاشات آزاد ورق ساندویچی هدفمند معیوب با رویه‌های پیزوالکتریک با استفاده از تئوری هایپربولیک جدید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، دانشکده تحصیلات تکمیلی، دانشگاه علوم‌و‌فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

2 سازه، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

3 مربی، دانشکده هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش اثر معیوب بودن ماده بر روی پاسخ ارتعاشات آزاد ورق ساندویچی هدفمند با رویه‌های پیزوالکتریک موردمطالعه قرار می‌گیرد. یک تابع تغییر شکل برشی هایپربولیک جدید در این مقاله ارائه‌شده است. خواص مواد هدفمند با توزیع توان تابع تغییرات خواص در راستای ضخامت تغییر می‌کند. ساختار این مواد در طی فرآیند تولید نمی‌تواند کاملاً مطابق با الگوی مدنظر باشد که این موضوع منجر به تولید ماده هدفمند معیوب می‌شود. ازاین‌رو در این پژوهش، یک مدل سالم و دو نوع مدل معیوب برای تابع تغییرات خواص در نظر گرفته‌شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از اصل همیلتون و با استفاده از روش ناویر حل شده است. اثرات پارامترهای مهم هندسی و مکانیکی شامل نسبت ضخامت به طول، نسبت طول به عرض، نسبت ضخامت هسته هدفمند به لایه پیزوالکتریک و اثر پتانسیل الکتریکی بر روی پاسخ فرکانس طبیعی ورق ساندویچی با هسته هدفمند معیوب و رویه‌های پیزوالکتریک بررسی‌شده است. جهت اعتبارسنجی، نتایج تحلیلی به‌دست‌آمده در این پژوهش با نتایج ارائه‌شده در مقالات مقایسه شده ‌است و در این مقایسه تطابق خوبی حاصل گردید که نشان از صحیح بودن تئوری جدید، روند استخراج و حل معادلات است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Free vibration analysis of imperfection FG sandwich panel with piezoelectric face sheets using new hyperbolic theory

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Habibi 1
  • Mostafa Livani 2
  • Mohammad Meskini 3
1 Master student, Department of Graduate Studies, Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 Department of Aerospace Engineering, Air University of Shahid Sattari, Tehran, Iran
3 Instructor, Department of Aerospace Engineering, Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this study, the effect of material imperfection on the free vibration response of FG sandwich panel with piezoelectric face sheets is studied. A new hyperbolic shear deformation function is presented in this paper. The properties of the FG core varied along the thickness according to power law. The material composition in production process cannot be completely in accordance with the expected pattern, which leads to the production of imperfect FG material. Hence in this research, one perfect model and two types of imperfect models have been considered. The governing differential equations are derived using the Hamilton’s principle and solved using the Navier method. The effects of important geometric and mechanical parameters of perfect model and two types of imperfect model including thickness to length ratio, length to width ratio, FGM core to piezoelectric layer thickness ratio and electrical potential on natural frequency response of imperfect FG sandwich panel with piezoelectric face sheets are investigated. To verification, the analytical results obtained in this study are compared with the results presented in the literature, and in this comparison, a good agreement was obtained, which shows the correctness theory, deriving and solving equations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Free Vibration
  • Imperfect FGM
  • Piezoelectric
  • New hyperbolic theory
  • Hamilton’s Principal