تحلیل ورقهای سبک وزن با ساختار TPMS: ارتباط بین تخلخل، نسبت جرمی و فرکانس طبیعی با استفاده از تئوری تغییر شکل مرتبه بالا

این مطالعه رفتار ارتعاشات آزاد ورقهای متخلخل متشکل از ساختارهای سطوح حداقلی تناوبی سهگانه با انواع آی دبلیو.پی، پریمیتیو و جیروید را با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالا بررسی می کند. پس از محاسبه پارامترهای کلیدی حاکم بر مورفولوژی، هر ساختار فرکانس طبیعی بی بعد با حل ناویر به دست آمد. در ادامه با تغییر پارامترهای هندسی و جرمی (نسبت ابعادی، نسبت جرمی و ضریب تخلخل) رفتار ارتعاشی سازه تحلیل شد. نتایج نشان می دهد که جیروید در تمام شرایط بالاترین فرکانس را دارد و برتری قابل توجهی در نسبت سفتی به چگالی نشان می دهد؛ در مقابل پریمیتیو کمترین فرکانس و حساسیت بیشتری به تخلخل دارد و برای جذب انرژی مناسب است. ساختار آی دبلیو پی عملکردی میانه دارد و در نسبت های جرمی بالا تقریبا به جیروید نزدیک می شود که آن را به گزینه ای متعادل و قابل اعتماد برای طراحی های کاربردی تبدیل می کند. یافته های این پژوهش چارچوبی دقیق برای طراحی هدفمند سازه های سبک وزن با خواص ارتعاشی کنترل شده در کاربردهای هوافضا، خودروسازی و پزشکی فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

ساختار سطوح حداقلی تناوبی سه گانه ، ضریب تخلخل ، تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالا ، ارتعاشات آزاد