تحلیل ارتعاشات آزاد تیر تیموشنکو تقویت‌شده با نانولوله‌های نیتریدبور بر روی بستر ارتجاعی
Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering
ایلدا عبداللهی
1
(
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه رازی کرمانشاه
)
محمدحسین یاس
2
(
استاد، دانشکده مکانیک، دانشگاه رازی کرمانشاه
)
Keywords: ارتعاش آزاد, کامپوزیت, نانولوله‌های نیتریدبور, تیر تیموشنکو, روش دیفرانسیل کوادریچر, بستر الاستیک,
Abstract :
در این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد تیر نانوکامپوزیتی پایه پلیمری تقویت شده با نانولوله‌های نیترید بور بر روی بستر الاستیک پرداخته شده است. نانولولهها صاف، بدون نقص و با جهت گیری یکنواخت و مستقیم در ماتریس در نظر گرفته شده است. نحوه‌ی توزیع نانولولهها در راستای ضخامت تیر به صورت یک توزیع یکنواخت و سه توزیع هدفمند متفاوت در نظر گرفته شده است. خواص تیر نانوکامپوزیتی با استفاده از یک مدل میکرومکانیکی بدست آمده و معادلات حاکم بر اساس تئوری تیر تیموشنکو و با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش دیفرانسیل کوادریچر تعمیم یافته حل شده و فرکانس‌های طبیعی تیر بدست آمده است. در ادامه تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل کسر حجمی نانولوله، نحوه‌ی توزیع نانولوله در راستای ضخامت تیر، نوع بستر الاستیک، شرایط مرزی مختلف و نسبت لاغری تیر بر روی فرکانس طبیعی بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که تغییر هر کدام از این پارامترها تاثیر بسزایی بر روی فرکانس طبیعی دارد.
[1]Zhi C., Bando Y., Tang C.,GolbergBoron, D., nitride nanotubes, Materials Science and Engineering, Vol. 70,2010, pp.92–111.
[2]Dolati S., Fereidoon A.,Kashyzadeh K.R., A Comparison Study between Boron nitride Nanotubes and Carbon Nanotubes, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering ISSN 2250-2459, Vol. 2, Issue 10, 2012.
[3] Verma V.,Jindal V.K.,DharamvirK., Elastic moduli of a boron nitride nanotube, Nanotechnology,Vol. 18,2007, 435711 ,6pp.
[4] Golberg, D., Bando, Y.,Tang,C.,Zhi, C., Functional Boron Nitride Nanotubes, Materials Science and Engineering, Vol. 70,2010, pp. 92–111.
[5] TerronesM., Romo-HerreraJ. M., Cruz-SilvaE., López-UríasF., Muñoz-SandovalE., Velázquez-SalazarJ.J., TerronesH., BandoY., GolbergD., Pure and doped boron and nitride nanotubes, materialstoday, Vol. 10 ,No.5, 2007, pp.30-38.
[6]Zhi C.Y., Bando Y., Wang W.L., TangC.C., Kuwahara H., Golberg D., Mechanical and Thermal Properties of Polymethyl Methacrylate-BN Nanotube Composites, Journal of Nanomaterials, 2008, Article ID 642036, 5 pages.
[7]Yang J., ChenY., XiangY., JiaX.L., Free and forced vibration of crackedinhomogeneous beams under an axial force and a moving load, Journal of Sound andVibration, Vol. 312, pp.166-181.
[8]Ke L.L., Yang J., Kitipornchai S., Xiang Y., Flexural Vibration and Elastic Buckling of a Cracked Timoshenko Beam Made of Functionally Graded Materials. Mechanics of Advanced Materials and Structures, Vol. 16, 2009, pp. 488-502.
[9]YingJ., LuC.F., ChenW.Q., Two-dimensional elasticity solutions for functionallygraded beams resting on elastic foundations,Composite Structures,Vol. 84, No.3, 2008, pp. 209–219.
[10]YanT., KitipornchaiS., YangJ., QiaoH., Dynamic behaviour of edge-cracked sheardeformable functionally graded beams on an elastic foundation under a moving load,Composite Structures, Vol. 93,2011, pp.2992–3001.
[11] YasM.H., SamadiN., Free vibrations and buckling analysis of carbon nanotube-reinforced compositeTimoshenko beams on elastic foundation, International Journal of Pressure Vessels and Piping,Vol. 98 ,2012, pp.119-128.
[12]HeshmatiM., YasaM.H., Dynamic analysis of functionally graded multi-walled carbon nanotube-polystyrene nanocomposite beams subjected to multi-moving loads,Materials and Design,Vol. 49,2013, pp. 894–904.
[13]Mallick P.K., Fiber-reinforced composites:materials, manufacturing, and designbyTaylor & Francis Group, LLC, 2008.
[14]Reddy J.N., Mechanics of Laminated Composite Plates. CRC Press, New York,1997.
[15] ShuC., Differential Quadrature and Its Application in Engineering, Springer,Berlin, 2000.
[16]Atlihan G., ÇalliogluH., Free Vibration Analysis of the Laminated compositeBeams by Using DQM, Plastics and Composites, Vol. 28, 1998, pp.881-890.
