تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته استوانه‌ای تقویت شده با شبکه کاگومه بر مبنای مدل ماتریس سفتی معادل بهبود یافته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی قم

2 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی قم

چکیده

در این مقاله، تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته استوانه‌ای مشبک کاگومه با استفاده از یک مدل ماتریس سفتی بهبود یافته ارائه شده است. شرط مرزی پوسته تکیه‌گاه ساده بوده و تئوری کلاسیک پوسته‌های نازک در بدست آوردن معادلات حرکت آن مورد استفاده قرار گرفته است. ماتریس سفتی بهبود یافته پوسته مشبک از جمع ماتریس سفتی پوسته ساده و پوسته با شبکه‌های تقویت‌کننده بر اساس نسبت حجمی آنها استخراج می‌گردد. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتن و فرضیات تئوری پوسته نازک فلوگه استخراج گردیده و حل مسئله با استفاده از روش ناویه صورت گرفته است. برای بررسی صحت و دقت روابط ریاضی حاکم بر روش حاضر، نتایج بدست آمده با نتایج یک تحلیل المان محدود در نرم‌افزار آباکوس مقایسه گردیده است. در پایان، اثر پارامترهای مختلف بر روی فرکانس‌های طبیعی سازه بررسی شده است. استفاده از تئوری پوسته فلوگه بهمراه یک مدل ماتریس سفتی بهبود یافته برای تحلیل ارتعاش پوسته‌های مشبک کاگومه، بنیان اصلی نوآوری این مقاله را تشکیل می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Free vibration analysis of Kagome lattice stiffened cylindrical shells using a modified equivalent stiffness matrix model

نویسندگان [English]

  • Ali Jafari 1
  • Mohammad Fadaee 2
1 Qom university of Technology
2 faculty of mechanical engineering Qom university of technology
چکیده [English]

Free vibration analysis of Kagome lattice cylindrical shells is presented using an improved equivalent stiffness matrix model. The boundary conditions of the shell are simply supported and the classical thin shell theory is considered to obtain the equations of motion. The modified equivalent stiffness matrix of the lattice shell is extracted by collecting stiffness matrix of a simple shell and those of grid-reinforced shell according to their volume fractions. The equations of motion are derived using the Hamilton’s principle as well as the Flugge thin shell theory and then are solved by the Navier type solution. The present results are compared by those obtained by a finite element analysis (FEA) in Abaqus software. Comparison results report good accuracy of the present method in comparison with those obtained by the FEA. Finally, effects of various parameters such as shell thickness, width and length of the grids and mode number on the natural frequencies of Kagome lattice cylindrical shell are investigated. The novelty of this paper is using the Flugge shell theory as well as a modified equivalent stiffness matrix for vibration analysis of Kagome lattice shell.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Free vibration
  • cylindrical shell
  • Kagome lattice
  • Navier method