نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1- دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 استادیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

ورقهای کامپوزیت ساندویچی دارای کاربرد گسترده‌ای در ساخت بدنه شناورهای تندروی پیشرفته می‌باشند. ورق ساندویچی بدنه شناور که از یک طرف با آب در تماس است نه تنها فراهم‌کننده سفتی خمشی بالا برای بدنه می‌باشد بلکه میراکننده بخشی از انرژی ارتعاش ناشی از عوامل محرک داخلی و خارجی شناور نیز است. در این تحقیق ورق کامپوزیت ساندویچی دارای دو پوسته خارجی لمینیت متشکل از دو نوع پارچه‌ی الیاف گرافیت و الیاف شیشه در کنار رزین اپوکسی، و یک لایه داخلی هسته از جنس فوم پلی‌ایزوبوتیلن در نظر گرفته شده است. لمینیت‌های پوسته دارای رفتار الاستیک ارتوتروپیک و لایه‌ی هسته دارای رفتار ویسکوالاستیک ایزوتروپیک است که اطلاعات خواص مکانیکی این مواد از مراجع اخذ شده است. برای رفتار ویسکوالاستیک فوم هسته، در این تحقیق منحنی اساسی رهایش با استفاده از نتایج تست‌های دما ثابت که در طیفی از دماهای مختلف در مرجع انجام شده‌اند استخراج می‌گردد. با اعمال خواص زمانمند هسته و خواص پوسته در نرم‌افزار اجزای محدود، ورق کامپوزیت ساندویچی تحت شرایط مرزی چهار طرف گیردار تحلیل مودال می‌گردد. نتایج تحلیل مودال اعم از فرکانسهای طبیعی و شکل مودها برای ورق لمینیت کامپوزیت و همچنین ورق کامپوزیت ساندویچی در هوا و همچنین در تماس با محیط آب مقایسه می‌گردند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Free Vibration analysis of a composite sandwich plate with a viscoelastic core in contact with water

نویسندگان [English]

  • S Rezvani 1
  • M.S Kiasat 2

چکیده [English]

composite sandwich plate widely used in manufacturing of the hull of advanced fast boat. sandwich plate of the boat hull that is contact with water in one side supply the Flexural stiffness and dissipate the vibrational energy cused by internal and external factors. In this paper, composite sandwich plate consider with two external laminate face consists of two type fiber Grphite and Glass in the epoxy resin with Polyisobutylene foam core. laminates of face have orthotropic elastic manner and core have isotropic viscoelastic manner that viscoelastic mechanical property of the core received from reference. In this paper for mechanical manner of the visoelastic core, relaxation Master Curve extract with used isothermal curves. Natural frequencies and mode shapes of the composite sandwich plate are determined with clamped boundary conditions in the finite element software. results of natural frequencies and mode shapes of the composite sandwich plate are compared in air and contact with water.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composite sandwich plate
  • viscoelatic manner of core
  • relaxation Master Curve
  • vibration in contact with water

[1]Aytac Arikoglu, Ibrahim Ozkol." Vibration analysis of composite sandwich beams with viscoelastic core by using differential transform method", Journal of Composite Structures. Vol. 92, pp.3031–3039, 2010.

[2]Matthew R. Kramer et al." Free vibration of cantilevered composite plates in air and in water",Journal of Composite Structures. Vol. 95, pp.254–263, 2013.

 [3]Catherine N. Phan." Finite amplitude vibrations of cantilevers of rectangular cross sections in viscous fluids",Journal of Fluids and Structures. Vol. 40, pp.52–69, 2013.

 [4]S. Mahmoudkhani et al." The effects of nonlinearities on the vibration of viscoelastic sandwich plates",International Journal of Non-Linear Mechanics.Vol. 62, pp.41–57, 2014.

 [5]L.W. Zhang et al." Free vibration analysis of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite triangular plates using the FSDT and element-free IMLS-Ritz method" ,Journal of Composite Structures Available. Vol. 120, pp.189-199, 2014.

 [6] S. Zghal et al." Model reduction methods for viscoelastic sandwich structures in frequency and time domains",Journal of Finite Elements in Analysis and Design.Vol. 93, pp. 12–29, 2015.

 [7] C. Yang, G. Jin, X. Ye, Z. Liu. "A modified Fourier–Ritz solution for vibration and damping analysis of sandwich plates with viscoelastic and functionally graded materials", International Journal of Mechanical Sciences, Vol.106, pp.1-18, 2016.

 [8] S.K. Lee, M.W. Kim, C.J. Park, M.J. Chol, G. Kim, J.-M. Cho, C.-H. Choi. " Effect of fiber orientation on acoustic and vibration response of a carbon fiber/epoxy composite plate", Natural vibration mode and sound radiation, International Journal of Mechanical Sciences, Vol.117, pp.162-173, 2016.

 [9] V. Kahya, M. Turan. " Finite element model for vibration and buckling of functionally graded beams based on the first-order shear deformation theory", Composites Part B: Engineering,Vol. 109, pp.108-115, 2017.

 [10] K. Marynowski. "Free vibration analysis of an axially moving multiscale composite plate including thermal effect", International Journal of Mechanical Sciences, Vol.120, pp. 62-69, 2017.

[11] R. Christensen. " Theory of viscoelasticity: an introduction", Elsevier, 2012.

[12]S.W.Park."analytical modeling of viscoelastic dampers for structural and vibration control", International Journal of Solids and Structures. Vol. 38, pp. 8065-8092, 2001.

[13]G. R. trobl."The Physics of Polymers", Chapter 5. , 2'nd Ed. Springer, NY, 1997.

[14]K. Khorshid , S. Farhadi." Free vibration analysis of a laminated composite rectangular plate in contact with a bounded fluid", Composite Structures. Vol. 104, pp. 176–186, 2013.

[15] Abaqus 6.13 software Documentation.

[16] Atteshamuddin S. Sayyad, Yuwaraj M. Ghugal. "On the free vibration analysis of laminated composite and sandwich plates: A review of recent literature with some numerical results" Composite Structures. Vol. 129, pp. 177–201, 2015.

[17] Matthew R. Kramer, Zhanke Liu, Yin L. Young."Free vibration of cantilevered composite plates in air and in water"Composite Structures Vol. 95, pp. 254–263, 2013.