تحلیل فرکانس های طبیعی یک پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده با سه رینگ تحت فشارهای خارجی بر اساس تئوری مرتبه اول برشی

در این مقاله به بررسی فرکانس های طبیعی یک پوسته‌ استوانه‌ای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده با سه رینگ تحت فشار خارجی پرداخته شده است. پیکربندی پوسته استوانه ای تقویتی تشکیل شده است از سه لایه ایزوتروپیک که لایه های داخلی و خارجی از فولاد ضد زنگ و لایه میانی متشکل از ماده آلومینیوم می باشد. معادلات پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی بدست آمده است. سپس، معادلات حاکم بر حرکت به روش انرژی و بکار بردن تکنیک ریتز استخراج شده اند. تحلیل روی خصوصیات فرکانسهای طبیعی با شرایط مرزی مختلف به وسیله تابع تیر محوری صورت پذیرفت. شرایط مرزی در لبه های دو انتهای پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه به صورت ساده ساده، گیردار گیردار و آزاد آزاد در نظر گرفته شده است. تاثیر فشارهای خارجی، موقعیت رینگ های تقویتی و شرایط مرزی مختلف روی فرکانسهای طبیعی بررسی شده است. نتایج نشان داد که رینگ های تقویتی و فشار خارجی روی پوسته‌ استوانه‌ای ایزوتروپیک چند لایه اثر می گذارند و منجر به افزایش فرکانسهای طبیعی می گردد. نتایج ارائه شده می تواند به عنوان یک معیار مهم برای محققان جهت اعتبار سنجی روش های تحلیلی استفاده شوند.

Analysis of Natural Frequency of Reinforced MultiLayered Isotropic Cylindrical Shell with Three Rings under External Pressures Based on FSDT

This paper presents the study on natural frequency of reinforced multilayered isotropic cylindrical shells with three rings under external pressures. The multilayered cylindrical shell is formed by three layers of isotropic where the inner and outer layers are stainless steel and the middle layer is aluminum. The reinforced multilayered shell equations with three rings and external pressures are established based on first order shear deformation theory (FSDT). The governing equations of motion were employed, using energy functional and by applying the Ritz method. The boundary conditions represented by end conditions of the multilayered cylindrical shell are simply supportedsimply supported (SSSS), clampedclamped (CC) and freefree (FF). This research was solved with computer programming using MAPLE package. The influence of external pressure, rings position and different boundary conditions on natural frequencies characteristics is studied. The results shows that reinforced rings and external pressures have effect on the natural frequency of multilayered isotropic cylindrical shell and cause the natural frequency to increase. The results presented can be used as an important benchmark for researchers to validate their analytical methods.