تحلیل افت انتقال صوت ورق تقویت شده با گرافن براساس تئوری الاستیسیته سه‌بعدی

با توجه به اهمیت رفتار سازه در مقابل امواج اکوستیکی، در این مطالعه سعی شده تا افت انتقال صوت ورق کامپوزیتی تقویت شده با گرافن مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد. مواد زیادی به منظور افزایش استحکام و بهبود رفتار وایبرواکوستیکی سازه‌های ساندویچی مورد استفاده قرار گرفته‌اند که گرافن یکی از آن‌ها بوده و طی چند سال اخیر محققان زیادی را به پژوهش در این باره واداشته است. به منظور استخراج معادلات حاکم بر مسئله از تئوری الاستیسیته سه‌بعدی استفاده شده و به منظور حل معادلات روش تحلیلی و دقیق بردار حالت به کار گرفته شده است. برای بررسی اعتبار نتایج بدست آمده به کمک مطالعات پیشین، از دو پژوهش که افت انتقال صوت ورق را بررسی کرده‌اند، استفاده شده است. در ادامه برای یافتن پارامترهای موثر روی مقدار افت انتقال صوت ورق، تغییرات کسر وزنی گرافن، ضخامت ورق، زاویه موج برخوردی، ضخامت صفحات نازک گرافن (gpls) و عرض gpl بررسی شده است. در نهایت نتایج عددی حاکی از آن بوده که افزودن گرافن به ماده کامپوزیتی باعث افزایش استحکام آن شده و در نتیجه رفتار سازه را در مقابل فشار امواج اکوستیکی بهبود بخشیده است. هم‌چنین افزایش ضخامت ورق نیز تاثیر مثبتی روی افت انتقال صوت داشته و بررسی تغییرات عرض gplها با طول ثابت نشان داده که تاثیر چندانی روی رفتار وایبرواکوستیک سازه نخواهد داشت.

Sound transmission loss analysis of graphene platelets reinforced plate based on three-dimensional elasticity theory

Vibroacoustic behavior of graphene reinforced composite plate (GRCP) is studied to investigate the sound transmission loss (STL), Due to the importance of the behavior of the structure against sound waves. Many materials have been used to increase the stiffness and improve the vibroacoustic behavior of sandwich structures. which in recent years, Graphene has prompted many researchers to use it in sandwich structures. Governing equations are derived based on threedimensional elasticity and state vector method is used to solve equations of motion. To evaluate the validity of the results from previous studies, two studies that have examined the sound transmission loss of plate have been used. To find the effective parameters on the amount of plate STL, changes in graphene weight fraction, plate thickness, incidence angle, thickness of graphene nanoplatelets (GPLs) and width of GPLs are investigated. Finally, numerical results show that adding a small amount of GPLs to the composite matrix increases its stiffness and thus improves the behavior of the structure against the pressure of sound waves. Also, Increasing the plate thickness has a good effect on the STL, and increasing width of GPLs with constant length has no effect on the vibroacoustic behavior of the structure.