بررسی عددی رفتار ارتعاش آزاد تیرهای خمیده مرکب تقویت شده با نانولوله های کربنی به کمک جزء خمیده دو گرهی

در این پژوهش، یک جزء محدود خمیده به منظور بررسی ارتعاش طبیعی تیرهای خمیده در محدوده ی کشسان، با درنظر گرفتن تغییرشکل های برشی مرتبه اول تیر تیموشنکو به منظور دستیابی به دقت بالا و به کارگیری شمار کم تر جزءها ارائه می شود. ماده در نظر گرفته شده برای این جزء، ماده مرکب تقویت شده با نانولوله های کربنی (CNT) همراه با اثر جمع شدگی می باشد. ابتدا با درنظر گرفتن توابع اولیه چندجمله ای تغییرشکل های محوری، برشی و دورانی برای یک جزء سه گرهی به رابطه سازی اجزاء محدود پرداخته می شود و به دنبال آن ماتریس سختی جزء برپا می گردد. سپس، جهت ساده سازی ماتریس سختی و کم سازی درجات آزادی، بوسیله روش تراکم سازی استاتیکی، گره میانی جزء به نحوی حذف می گردد که اثر آن در درجات آزادی باقی مانده در دو گره ابتدا و انتها، در نظر گرفته شود. بدین ترتیب تعداد درجات آزادی جزء از ۹ به ۶ کاهش می یابد. این تحقیق شامل پیکربندی های مکانیکی، هندسی و مرزی متنوعی برای ارزیابی ویژگی های ارتعاش طبیعی این تیرهای مرکب است و به طور قابل توجهی به پیشرفت درک ما از دینامیک ارتعاشی ذاتی در این تیرها کمک می کند. در پایان نمونه های عددی سنگ نشان به منظور ارزیابی دقت و توانایی این روش مورد بررسی قرار خواهند گرفت و با مطالعه پارامتری تاثیر متغیرهای مختلف بر ارتعاش طبیعی اینگونه تیرها ارزیابی می گردد.

کلیدواژه ها:

ارتعاش آزاد ، تیر خمیده ، روش اجزای محدود ، نگره ی تغییرشکل برشی مرتبه نخست ، ماده ی مرکب ، نانولوله های کربنی