اثر سیم های حافظه دار بر ارتعاشات آزاد ورق ساندویچی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری هوافضا، هیئت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی هوافضا

2 نویسنده مسئول و دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی هوافضا،

3 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی دانشکده مهندسی هوافضا،

چکیده

آلیاژهای حافظه­دار به علت نمایش رفتارهای ویژه از جمله میرایی بالا، قابلیت حافظه­داری و سوپرالاستیسیته برای کاربرد در سامانه­های مختلف مهندسی مورد توجه قرار گرفته­اند.
همچنین باتوجه به توسعه کاربرد سازه­های کامپوزیتی و به خصوص ساختارهای ساندویچی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، برای اولین بار در کار حاضر تلاش شده تا اثر برخی از ویژگی­های آلیاژهای حافظه­دار بر رفتار ارتعاشات آزاد پانل‌ ساندویچی حافظه­دار مستطیلی با هسته انعطاف­پذیر عرضی و رویه کامپوزیتی بررسی شود. به این منظور، الیاف حافظه‌دار در رویه­های کامپوزیتی ورق ساندویچی، هم جهت با الیاف گرافیت تعبیه شده­است. در این بررسی، از تئوری بهبود یافته مرتبه بالای صفحات ساندویچی[i] استفاده شده، به­نحوی که در رویه­های کامپوزیتی از تئوری برشی مرتبه اول[ii] و در هسته میانی از تئوری الاستیسیته با در نظر گرفتن اثرات اینرسی هسته میانی و رویه­ها استفاده شده است. معادلات حاکم برای شرایط مرزی اطراف لولا با استفاده از اصل همیلتون استخراج و تنش بازیافتی ناشی از تحریک سیم­های SMA به عنوان اثر نیروهای خارجی در نظر گرفته شده و مسئله، به کمک روش گالرکین ساده و حل شده است. نتایج حاصله بیانگر بهبود فرکانس­ها و برخی ویژگی­های سامانه به نسبت افزایش دمای سیم­های SMA است.


 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects Of SMA Wires Free Vibration Of Shape Memory Sandwich Panel

نویسندگان [English]

  • َAli Mozaffari 1
  • Mohammad Karami 2
  • Amir Hosein Azarniya 3
چکیده [English]

Shape memory alloys(SMA) due to the exhibition of certain performance such as high damping, shape memory effects and Super-elasticity are consider for application in engineering systems.
In this study, considering the usage of composite-sandwich structures in various industries including aerospace, the effects of SMA parameters such as SMA volume fraction and SMA wires temperature on hybrid sandwich panel free vibrations with transverse flexible core have been surveyed. The SMA wires (NiTiNol) are embedded at the mid-plane of the sandwich face sheets. For analyze, the improved high order theory is applied, First Shear Deformation Theory (FSDT) at the composite face sheets and Elasticity Theory by the assumption of inertia forces at the core. For governing equations of simply support panel Hamiltonian method has been used. At this study it is assumed that the SMA recovery stress produced via temperature actuation is exerted tensely on mid-plane of the face sheets. For solving problem and simplification the Galerkine method is used. The results showed that SMA actuation improves the vibration behaviors of whole sandwich panel.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sandwich panel- shape memory alloy- Hamilton principle- Improved high order theory- FSDT

مراجع

[1] John, S.; Hariri, M.; "Effect of shape memory alloy actuation on the dynamic response of polymeric composite plates", Composites, applied science and manufacturing:Part A, vol. 39, p.p.769–776, 2008.
[2] Jae-Sang, B.; Park, S.; Hwan, k.; “Vibration of thermally post-buckled composite plates embedded with shape memory alloy fibers”, Composite structures,vol. 63, p.p. 179-188, 2004.
[3] Ostachowicz, W.; Krawczuk, M.; Zak, A.; “Dynamics and Buckling of a multilayer composite plate with embedded SMA wires”, Composite Structures, vol. 48, p.p. 163-167, 2008.
[4] Malekzadeh, K.; Kalili, M.R.; Olsson, R.; Jafari, A.; “High-order dynamic response of composite sandwich panels with flexible core under simultaneous low – velocity impact”, International Journal of Solids and Structures, vol. 43, p.p. 6667-6687, 2006.
[5] Shih-Yao, K.; Le-chang, S.; Ke-han, C.; “Buckling analysis of shape memory reinforced composite laminates”, Composite structures, vol. 90, p.p. 188-195, 2009.
[6] . Kalili, M.R.; Shokuhfar, A.; Malekzadeh, K.; Ghasemi, F.; “Low-velocity impact response of active thin-walled hybrid composite structures embedded with SMA wires”, Thin-Walled Structures, vol. 45, p.p. 799-808, 2007.
[7] Ibrahim, H.H.; HeeYoo,H.; SooLee, K.; “Aero-thermo-mechanical characteristics of imperfect shape memory alloy hybrid composite panels”, Journal of Soundand Vibration, p.p. 230-237, 2010.
[8] ملک زاده، کرامت؛ مظفری، علی؛ احمدی، مجتبی؛ " تاثیر الیاف حافظهدار در فرکانسهای طبیعی و شکل مودهای یک ورق کامپوزیت مرکب هوشمند با تکیه گاه مفصلی " ، هفتمین همایش سالانه )بینالمللی( انجمن هوا فضای ایران، صنعتی شریف، 30 بهمن 2 اسفند 1386
[9] Reddy, J.N.; “ Energy principles and variational methods in applied Mechanics”, Department of Mechanical Engineering of Texas, A&M University, 2002.
[10] Rogers, C.A.; Liang, C.; Jia, J.; “Structural modification of simply-supported laminated plates using embedded shape memory alloy fibers”, Composite Structures, Vol. 38, p.p. 569-580, 1999.
[11] آذرنیا، امیرحسین." ارتعاشات آزاد پانل ساندویچی –کامپوزیتی با هسته انعطاف پذیر"، پایان نامه کارشناسی  ارشد هوافضا، دانشگاه خواجه نصیر، تهران، 1386

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار