تحلیل ارتعاش آزاد نانو ورق های تابعی مدرج مستطیلی با در نظر گرفتن اثر سطح بر اساس تئوری الاستیسیته‌ی غیر محلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

< p>هدف این مقاله مطالعه ارتعاش آزاد نانو ورق های تابعی مدرج مستطیلی با در نظر گرفتن اثر سطح می‌باشد. برای بدست آوردن فرکانس طبیعی نانو ورق از تئوری الاستیسیته‌ی غیر محلی و تئوری سطح بر اساس تئوری های اصلاح شده تغییر شکل برشی استفاد شده است. در تئوری های اصلاح شده تغییر شکل برشی از توابع مختلف مانند توابع نمایی، هایپربولیکی و... جهت در نظر گرفتن تاثیر اینرسی دورانی و تغییر شکل برشی عرضی استفاده شده است. برای در نظر گرفتن اثر سطح از تئوری سطح گرتین- مرداچ و همچنین جهت در نظر گرفتن تاثیر پارامتر های غیر محلی بر فرکانس طبیعی نانو ورق تابعی مدرج از تئوری الاستیسیته‌‌ی غیر محلی استفاده شده است. خواص مواد به طور پیوسته در راستای ضخامت و بر اساس مدل موری- تاناکا تغییر می‌کند. معادلات دیفرانسیل حاکم بر ارتعاش نانو ورق تابعی مدرج با استفاده از اصل همیلتون بدست آمده و برای محاسبه فرکانس های طبیعی از روش حل گلرکین استفاده شده است. در نهایت تاثیر پارامتر های مختلف از قبیل پارامتر های سطح، پارامتر های غیر محلی، نسبت طول به عرض a⁄b، نسبت طول به ضخامت a⁄h و اندیس توانی روی فرکانس طبیعی نانو ورق ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Free vibration analysis of functionally graded rectangular Nano-plates with considering surface effect based on nonlocal elasticity theory

نویسندگان [English]

  • Mohsen Ghasemi
  • Mahdi Bahrami
Mechanical engineering, Arak university, Arak, Iran
چکیده [English]

< p >The aim of this paper is to study the free vibration of functionally graded rectangular nano-plates with considering surface effect. The Nonlocal elasticity theory and surface elasticity theory based on the modified shear deformation theories has been used to obtain the natural frequency of the nano-plate. In modified shear deformation theories, various functions such as exponential function, hyperbolic function and etc. are used to include the effect of transverse shear deformation and rotary inertia. Nonlocal elasticity theory and surface elasticity theory are employed to considering effect of nonlocal parameter and surface effect on the natural frequency of functionally graded rectangular nano-plate respectively. The properties of materials vary continuously through the thickness according to Mori-Tanaka scheme. The governing differential equations of vibration of functionally graded nano-plate are derived by using the Hamilton’s principle and this equations solved by using the Galerkin method to obtain the natural frequencies. Finally, the effect of various parameters such as surface parameters, nonlocal parameters, aspect ratio (a/b), length to thickness ratio (a/h) and Power Law indexes on the natural frequency of nano-plate are presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Free vibration of functionally graded nano-plates
  • Nonlocal elasticity theory
  • Surface effect
  • Surface elasticity theory
  • modified shear deformation theories