پديد آورنده :
نقش، محمدعلي
عنوان :
تحليل پايداري ديناميكي ورق هاي ساندويچي داراي ضخامت متغير و تقويت شده با نانولوله هاي كربني با استفاده از تئوري زيگزاگ مرتبه بالا
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، 107ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مجتبي ازهري، سعيد صرامي
توصيفگر ها :
ورق ساندويچي , نانولوله هاي كربني , تئوري تغيير شكل زيگزاگ , روش نوار محدود اسپلاين , پايداري ديناميكي
استاد داور :
حسين عموشاهي، نسرين جعفري
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/05/01
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/05/02
چكيده فارسي :
چکیده فناوری نانو واژهای است که به تمام فعالیتهای پیشرفته در عرصه کار در مقیاس نانو اطالق میشود دامنه استفاده از این علم همواره در حال گسترش است تا جایی که اثر شگفتانگیز آن در بسیاری از زمینهها همچون پزشکی نظامی کشاورزی هوافضا الکترونیک و صنعت نفت مشهود است اخیر ا کامپوزیتهای تقویت شده به وسیله نانولولههای کربنی به عنوان ساختار جدیدی از مصالح پیشرفته معرفی شده و توسعه یافتهاند ازجمله خواص مطلوب نانولولههای کربنی میتوان به مدول یانگ بسیار باالی آنها وزن مخصوص اندک خواص حرارتی و خواص الکتریکی مناسب اشاره نمود بسیاری از ورقهای به کار رفته در صنایع هوافضا در معرض بارهای دینامیکی درونصفحهای قرار میگیرند از این رو بررسی رفتار ورق و پایداری آن تحت بارهای غیر استاتیکی اهمیت مضاعفی مییابد در صورتی که بار درونصفحه وارد شده دارای فرکانسهای معینی باشد ارتعاشات بزرگ برونصفحهای رخ خواهد داد همچنین در برخی موارد خاص مانند بال هواپیماها پرههای بالگردها پرههای آسیابهای بادی و بازوی روباتها ورق بهکار رفته بایستی دارای ضخامت متغیر باشد در این پایاننامه با استفاده از روش نوار محدود اسپالین و بر اساس تئوری تغییر شکل زیگزاگ مرتبه باال پایداری دینامیکی ورقهای ساندویچی دارای ضخامت متغیر و تقویت شده با نانولولههای کربنی تحت ابعاد مختلف و شرایط مرزی گوناگون بررسی شده است تئوری تغییر شکل زیگزاگ استفاده شده در این پایاننامه تئوری تغییر شکل زیگزاگ مرتبه باالی کو و پارمرتر است که با ترکیب یک میدان جابجایی زیگزاگ خطی و یک میدان جابجایی مرتبه سوم پیوستگی تنش برشی عرضی را بین الیههای ورق کامپوزیت ارضا میکند و به همین دلیل تحلیل ورقهای کامپوزیت ساندویچی توسط این تئوری امکانپذیر است الزم به ذکر است که تعداد مجهوالت جابجایی در تئوری تغیر شکل زیگزاگ استفاده شده با تئوریهای تغییر شکل برشی مرتبه اول و سوم برابر بوده و بنابراین هزینه محاسباتی تحلیل ورقهای چند الیه در مقایسه با این دو تئوری افزایش نمییابد به منظور تعیین خواص معادل کامپوزیتهای تقویت شده با نانولولههای کربنی از قانون مخلوطها استفاده شده است قانون مخلوطها یک روش ریاضی برای تعیین ویژگیهای قابل اندازهگیری کامپوزیتها است و غالب ا در تعیین خصوصیات مکانیکی کامپوزیتهای تقویت شده با تقویتکنندههای رشتهای به کار میرود به منظور بررسی دقت روش استفاده شده مسائل گوناگون برای انواع ورقها با شرایط مرزی مختلف حل شده و نتایج با منابع معتبر مقایسه شده است پس از اطمینان از صحت برنامه نوشته شده در محیط نرمافزار Matlab اثر توزیعهای مختلف نانولولههای کربنی کسر حجمی نانولولههای کربنی دمای محیط ضخامت ورق نسبت طول به عرض و شرایط مرزی مختلف بر روی پایداری دینامیکی ورق ساندویچی بررسی شده است نتایج بیانگر این بود که افزودن تنها درصد اندکی از نانولولههای به ماده زمینه سختی ورق را به طرز چشمگیری افزایش میدهد همچنین تأثیر کسر حجمی و نحوه توزیع نانولولههای کربنی در بهبود مشخصات مکانیکی ورق در ورقهای با ضخامت متغیر بیشتر از ورقهای با ضخامت ثابت است بر اساس نمودارهای حاصل از تحلیل پایداری دینامیکی ورق میتوان گفت هر چه شدت بار دینامیکی و یا بار استاتیکی فشاری وارد شده بر ورق بیشتر باشد بازه فرکانسهایی که موجب ناپایداری ورق میشوند بزرگتر خواهد بود با افزایش مقدار ضریب کاهش ضخامت کمینه و بیشینه فرکانسهای ناپایدارکننده و نیز عرض ناحیه ناپایداری کاهش مییابند به عبارت دیگر تأثیر تغییر ضخامت ورق بر کاهش سختی آن بیش از تأثیر تغییر ضخامت بر کاهش جرم ورق است نتایج حاصل از تئوری برشی مرتبه سوم ردی و نیز تئوری زیگزاگ کو و پارمرتر نشاندهنده این بود که در ورقهای نازک نتایج دو تئوری تطابق مطلوبی با یکدیگر دارند در حالی که در ورقهای نیمهضخیم اختالف نتایج به دست آمده بیشتر میشود نهایت ا میتوان گفت در ورقهای ساندویچی تقویتشده با نانولولههای کربنی هر عاملی که سختی ورق را افزایش دهد موجب افزایش عرض ناحیه ناپایداری نیز میشود کلمات کلیدی ورق ساندویچی نانولولههای کربنی تئوری تغییر شکل زیگزاگ روش نوار محدود اسپالین پایداری دینامیکی
چكيده انگليسي :
Dynamic Instability Analysis of Sandwich Plates of Variable Thickness with CNT Reinforced Facesheets Using a Higher order Zig Zag Deformation Theory Mohammad Ali Naghsh Ma naghsh@cv iut ac ir Date of Submission June 24 2019 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language Farsi Supervisors Prof Mojtaba Azhari mojtaba@cc iut ac ir Dr Saeid Sarrami sarrami@cc iut ac irAbstractNanotechnology is science engineering and technology conducted at the nanoscale which is about 1 to 100nanometers In recent years carbon nanotube reinforced plates have spurred considerable interest due to thesignificant mechanical and thermal properties of nanotubes like high moduli of elasticity and low density Sandwich plates are increasingly being used in aerospace automotive and civil engineering as well as in manyother applications of modern engineering structures Also in some specific applications such as helicopteryokes and blades wind mill blades and robot arms the composite structure needs to be stiff at one location andflexible at another location In this dissertation dynamic instability of thickness tapered CNT reinforced sandwich plates with differentdimensions and various boundary conditions is investigated using spline finite strip method and a higher orderZig Zag deformation theory In the higher order Zig Zag theory proposed by Cho and Parmerter a linear Zig Zag variation of in plane displacement is combined with a cubic variation of in plane displacement field TheZig Zag term represents the shear strain discontinuity between layers resulted from the transverse shear stresscontinuity conditions Moreover the cubic part accounts for the overall parabolic transverse shear stress as inReddy s third order shear deformation theory By satisfying the transverse shear stress continuity as well asthe shear free surface conditions the Zig Zag unknowns of each layer are derived in terms of the globalunknown displacements of the mid plane therefore the number of unknowns does not change as the numberof layers increases Consequently this shear deformation theory is suitable for problems dealing with sandwichplates It is assumed that the CNT reinforced layer is made from a mixture of single walled CNT and the matrix The matrix is assumed to be isotropic and within the facesheet the CNTs are either distributed uniformly orfunctionally graded The effective properties of such reinforced structures can be computed by the rule ofmixtures The formulation and method of solution are validated by showing their fast rate of convergence and performingcomparison studies with the available results in the literature Finally the effect of various parameters such asthe CNTs distributions across the plate thickness volume fractions of CNTs thermal environment platethickness ratio and different boundary conditions on the dynamic instability of plate is numerically studied Key Words Sandwich plate Carbon nanotubes Higher order Zig Zag deformation theory Spline finite strip method Dynamic instability
استاد راهنما :
مجتبي ازهري، سعيد صرامي
استاد داور :
حسين عموشاهي، نسرين جعفري
