تحلیل ارتعاشات آزاد ورق کامپوزیتی در تماس با سیال با تأثیر رطوبت و دما

معمولاً سازه های کامپوزیتی در اثر بارهای خارجی تحت نوسان قرار می گیرند که برای جلوگیری از آثار مخرب آن و کنترل شرایط عملکرد سازه، تحلیل ارتعاشات آزاد ورق ها و محاسبه فرکانس های طبیعی و شکل مودها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. همچنین در صنایعی مانند صنایع دریایی، سازه در شرایطی کار می کند که در تماس با سیال قرار گرفته و همین امر باعث تغییر محسوس در رفتار دینامیکی آن می شود؛ و لذا پیش بینی فرکانس طبیعی ورق در تماس با سیال که به عنوان مسئله اندر کنش متقابل سازه و سیال شناخته می شود، امری مهم می باشد. از دیگر عوامل مهم در تحلیل سازه اثرات محیطی همچون دما و رطوبت می باشند که باعث ایجاد کرنش های انبساطی در سازه شده و نقش به سزایی در تحلیل دینامیکی سازه دارند. بنابراین پیش بینی و تحلیل رفتار مودال ورق های کامپوزیتی تحت شرایط پیچیده ذکر شده به منظور طراحی مهندسی متناسب با این شرایط و جلوگیری از واماندگی غیر منتظره سازه تحت اثر بارهای دینامیکی بسیار مهم است. به همین منظور در این تحقیق برای اولین بار رفتار دینامیکی ورق های کامپوزیتی مستطیلی که در صنایع کاربرد زیادی دارند، در تماس با سیال و به طور همزمان تحت اثر کرنش های حرارتی و رطوبتی، مورد بررسی قرار گرفته اند. برای تحلیل، ابتدا معادلات حرکت ورق با استفاده از روش نیوتن استخراج شده و سپس پاسخ معادلات با استفاده از روش ریتز مثلثاتی که از دقت و همگرایی عددی خوبی برخوردار است، بدست آمده اند. در ادامه برای ارزیابی اعتبار پاسخ های عددی، نتایج این تحلیل با مقالات سایر محققین مقایسه شده است. در نهایت نتایج این تحقیق در قالب چندین جدول و نمودار ارائه شده اند که در آنها اثر پارامترهای مختلف مانند گرادیان دما و درصد رطوبت، ویژگی های سیال، ابعاد هندسی ورق و چیدمان لایه ها مورد بررسی قرار گرفته اند.