بررسی اثر وجود گشودگی بر رفتار ارتعاشی ورق های ایزوتروپ و کامپوزیتی

ورق های نازک یکی از پرکاربردترین سازه های مکانیکی است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به نسبت مقاومت به وزن بالا و دیگر ویژگی های منحصر به فرد مواد کامپوزیتی، و گسترش روزافزون کاربرد آنها، انواع تحلیل های ورق های کامپوزیتی یکی از مسائلی است که مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است؛ که بحث پایداری و ارتعاشات این آنها یکی از مباحث مهم و اساسی است. از سوی دیگر ایجاد گشودگی در سازه های مختلف به دلایلی نظیر ایجاد تهویه هوای مناسب، کاهش وزن سازه ها، ایجاد دسترسی به قسمت های داخلی و یا اتصال سایر بخش های سازه، اجتاب ناپذیر است. وجود این گشودگی ها مسلما بر رفتار ارتعاشی سازه تاثیرگذار بوده و باید در طراحی به آنها توجه نمود. در پژوهش حاضر اثر وجود گشودگی مستطیلی مرکزی بر ارتعاشات آزاد ورق ایزوتروپ و کامپوزیتی به کمک نرمافزار المان محدود آباکوس بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که وجود چنین گشودگی هایی شکل اولین مود فرکانسی را تغییر نمی دهد؛ هرچند بر شکل مود ارتعاشی مودهای بالاتر موثر است. ضمن اینکه رفتار کلی ورق ایزوتروپ و کامپوزیتی مشابه است و در واقع جنس ورق تاثیر بر اثرگذاری گشودگی ندارد. به طور کلی وجود گشودگی فرکانس طبیعی ورق را ابتدا با شیب تندی افزایش می دهد و رفته رفته این روند افزایش کاهش یافته و به روندی ثابت یا نزولی با شیب بسیار ملایم تبدیل می شود. البته این روند برای ورق مربعی و مستطیلی تفاوت های جزئی دارد. علاوه بر این در ورق مربعی، ورق دارای گشودگی مربعی همواره بیشترین فرکانس طبیعی را نسبت به ور ق با گشودگی های هم مساحت مستطیلی دارد. ضمن اینکه با افزایش ابعاد گشودگی مربعی، فرکانس طبیعی همواره افزایش می یابد. اما در ورق مستطیلی چنین روندی برای گشودگی مستطیل یای رخ می دهد که نسبت ابعادی آن با نسبت ابعادی ورق یکسان باشد.

کلیدواژه ها:

ارتعاشات ، ورق ، گشودگی ، کامپوزیت