بررسی اثرات لایه چینی کامپوزیت بر ارتعاشات تیرهای کامپوزیتی

با توجه به اهمیت مطالعه رفتار سازه های کامپوزیتی بر طراحی و به کارگیری آن ها متناسب با شرایط عملیاتی، پژوهش حاضر به بررسی اثرات لایه چینی بر ارتعاشات آزاد و اجباری تیرهای کامپوزیتی چندلایه تحت اثر نیروی هارمونیک می پردازد.. بدین ترتیب، پژوهش پیش رو با ارائه مدل اجزای محدود تیر کامپوزیتی چندلایه مبتنی بر تئوری برشی مرتبه اول و توسعه میدان تغییر مکان سازه با در نظر گرفتن توامان جابجایی های درون صفحه و برون صفحه پایه ریزی می شود. به علاوه، کوپلینگ مواد، اثر برش، اثر پواسون و اینرسی دورانی نیز در فرمولاسیون اجزای محدود سازه لحاظ می گردد. ضمن به کارگیری روش انرژی در حصول ماتریس های سفتی و جرم سازه، معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون به دست می آید و حل ارتعاشات آزاد و اجباری آن مبتنی بر مساله مقدار ویژه و روش نیومارک ارائه می گردد. یافته های پژوهش بیانگر اثرات تغییر زاویه فیبر بر فرکانس های طبیعی و بیشینه خیز دینامیکی تیرهای کامپوزیتی چندلایه در محدوده رزونانسی می باشد، به طوری که کاهش زاویه فیبر در لایه چینی زاویه ای سبب کاهش دامنه ارتعاشی و متعاقبا افزایش فرکانس طبیعی می گردد. این موضوع اگرچه موجب حفظ سلامت سازه در شرایط کاری معمول خواهد شد، اما احتمال آسیب پذیری سازه در شرایط رزونانسی و وقوع خرابی های آنی را افزایش می دهد.

کلیدواژه ها:

تحلیل ارتعاشی ، لایه چینی کامپوزیت ، تیرهای کامپوزیتی چندلایه ، روش اجزای محدود