رفتار رئولوژیکی سازه ساندویچی مرتعش تحت تأثیر رویه‌های مگنتوستریکتیو

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک، مرکز آموزش عالی محلات، محلات

2 استاد دانشکده مهندسی مکانیک، گروه مکانیک جامدات، دانشگاه کاشان، کاشان

چکیده

این مقاله به بحث و بررسی ارتعاشات یک ورق ساندویچی متشکل از دو رویه از جنس مواد مگنتوستریکتیو و هسته الکترورئولوژیکی می‌پردازد. هسته الکترورئولوژیکی توسط سیال پلاستیک بینگهام و به کمک دو تابعیت‌ مختلف از میدان الکتریکی، مدل‌سازی می‌شود. به دلیل وجود کوپلینگ مگنتومکانیکی در رویه‌ها از یک پارامتر تنظیم‌کننده فرکانس در تحلیل ارتعاشات سیستم بهره‌برده می‌شود. معادلات حرکت در سه لایه به‌کمک روابط کرنش-جابه‌جایی برای لایه‌های الاستیک و هسته الکترورئولوژیکی، روش انرژی و اصل هامیلتون استخراج شده و از روش تفاضل مربعات دیفرانسیلی با تبدیل دستگاه معادلات دیفرانسیلی حرکت به معادلات جبری برای محاسبه فرکانس ارتعاشات ورق ساندویچی استفاده می‌شود. از مهم‌ترین نتایج این تحقیق می‌توان به اثرات پارامتر تنظیم‌کننده ارتعاشات (پارامتر کنترل پسخورد سرعت) در کاهش مقدار فرکانس و تأثیر میدان الکتریکی بر سیالات الکترورئولوژیکی در افزایش مقدار فرکانس ورق ساندویچی و کاهش ضریب اتلاف اشاره کرد. نتایج این پژوهش می‌تواند در صنایع دریایی، هوافضا و عمران مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Dong, Xufeng, Ou, Jinping, and Guan, Xinchun. Applications of magnetostrictive materials in civil structures: A review. in The 6th International Workshop on Advanced Smart Materials and Smart Structures Technology, Dalian, China, 2011.
[2] Hong, C.C. Transient responses of magnetostrictive plates without shear effects. International Journal of Engineering Science, 47(3):355 – 362, 2009.
[3] Hong, C.C. Transient responses of magnetostrictive plates by using the gdq method. European Journal of Mechanics - A/Solids, 29(6):1015 – 1021, 2010.
[4] Lee, S.J., Reddy, J.N., and Rostam-Abadi, F. Transient analysis of laminated composite plates with embedded smart-material layers. Finite Elements in Analysis and Design, 40(5):463 – 483, 2004.
[5] Seung, Hong Min, Kim, Hoe Woong, and Kim, Yoon Young. Development of an omni-directional shearhorizontal wave magnetostrictive patch transducer for plates. Ultrasonics, 53(7):1304 – 1308, 2013.
[6] Thermal sinusoidal vibration and transient response of magnetostrictive functionally graded material plates without shear effects. Applications in Mechanical Engineering (RAME), 2(1), 2013.
[7] Don, David L. An investigation of electrorheologial material adaptive structures. Master’s thesis, Lehigh University, 1993.
[8] Yeh, Jia-Yi and Chen, Lien-Wen. Vibration of a sandwich plate with a constrained layer and electrorheological fluid core. Composite Structures, 65(2):251 – 258, 2004.
[9] Yeh, Jia-Yi and Chen, Lien-Wen. Dynamic stability of a sandwich plate with a constraining layer and electrorheological fluid core. Journal of Sound and Vibration, 285(3):637 – 652, 2005.
[10] Yeh, Jia-Yi. Vibration analyses of the annular plate with electrorheological fluid damping treatment. Finite Elements in Analysis and Design, 43(11):965 – 974, 2007.
[11] Wei, Kexiang, Meng, Guang, Zhang, Wenming, and Zhou, Shuo. Vibration characteristics of rotating sandwich beams filled with electrorheological fluids. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 18(11):1165–1173, 2007.
[12] Rezaeepazhand, Jalil and Pahlavan, Lotfollah. Transient response of sandwich beams with electrorheological core. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 20(2):171–179, 2009.
[13] Ramkumar, K. and Ganesan, N. Vibration and damping of composite sandwich box column with viscoelastic/electrorheological fluid core and performance comparison. Materials & Design, 30(8):2981 – 2994, 2009.
[14] Allahverdizadeh, A., Mahjoob, M.J., Eshraghi, I., and Nasrollahzadeh, N. On the vibration behavior of functionally graded electrorheological sandwich beams. International Journal of Mechanical Sciences, 70:130 – 139, 2013.
[15] Lu, XiaoYan and Li, Hui. Magnetic properties of terfenol-d film on a compliant substrate. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 322(15):2113 – 2116, 2010.
[16] Reddy, Junuthula Narasimha. Energy principles and variational methods in applied mechanics. John Wiley & Sons, 2004.
[17] Gamota, D. R. and Filisko, F. E. Dynamic mechanical studies of electrorheological materials: Moderate frequencies. Journal of Rheology, 35(3):399–425, 1991.
[18] Yalcintas, Melek and Coulter, John P. Electrorheological material based adaptive beams subjected to various boundary conditions. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 6(5):700–717, 1995.
[19] Jung, W.J., Jeong, W.B., Hong, S.R., and Choi, S.- B. Vibration control of a flexible beam structure using squeeze-mode er mount. Journal of Sound and Vibration, 273(1):185 – 199, 2004.
[20] Shu, Chang. Differential quadrature and its application in engineering. Springer, 2000.