تحلیل آیرودینامیک و ارتعاشات آزاد ورق‌های قطاعی ساخته شده از فوم‌های فلزی تقویت شده با نانو ذرات گرافنی

در این پژوهش رفتار آیرودینامیکی و ارتعاشی ورق‌های قطاعی ساخته شده از فوم‌های فلزی که با نانوذرات گرافنی تقویت شده‌اند، بررسی می‌شود. فوم‌های فلزی شاخه‌ای جدید و پیشرفته از مواد متخلخل هستند که مزیت مهم آن‌ها نسبت بالای استحکام به چگالی است. اگرچه بخاطر وزن کم، فوم‌های فلزی امروزه مورد استقبال قرار گرفته‌اند، ولی همین مورد سبب کاهش در استحکام آن‌ها می‌شود و یکی از ضعف‌های اساسی آن‌ها به شمار می‌رود که با اضافه کردن نانوذرات، این ضعف برطرف می‌شود. نانوذرات گرافنی امروزه به عنوان یکی از بهترین تقویت کننده‌ها شناخته می‌شوند. تحت میدان تصادفی گاوسی برای جامدات سلولی بسته، خواص موثر فوم فلزی زمینه بدست آورده شده و با استفاده از دو مدل میکرومکانیکی هالپین - تسای و قانون اختلاط، به ترتیب مدول الاستیسیته و سایر خواص مکانیکی موثر ورق بدست آورده می‌شوند. توزیع حفرات و همچنین پراکندگی نانوذرات گرافنی در راستای ضخامت، هر کدام بر اساس سه الگوی متفاوت صورت می‌گیرد و تاثیر آن‌ها بر رفتار ارتعاشاتی سازه‌ی مورد بررسی، مشاهده می‌شود. با بهره گرفتن از روش حساب تغییرات و اصل همیلتون، معادلات حاکم و شرایط مرزی مربوطه بدست آورده می‌شوند و به صورت عددی به حل آن‌ها پرداخته و در مورد تاثیر پارامترهای مختلف از جمله توزیع حفرات، پراکندگی نانوذرات و سایر پارامترهای با اهمیت بر نتایج بحث می‌شود.

aerodynamic and free vibration analyses of metal foams reinforced graphene nanoplatelets sector plates

in this research, aerodynamic and vibrational behaviors of sector plates made from metal foams reinforced by graphene nanoplatelets are considered. metal foams are a new and advanced branch of porous materials and their main advantage is their high stiffness to density ratio. although due to their lightweight, metal foams are welcomed nowadays, this causes a decrease in their strength and is one of their main weaknesses that by adding nanoparticles, this weakness is eliminated. today, graphene nanoplatelets are known as one of the best reinforcements. under gaussian random field for closedcell cellular solids, the effective properties of the matrix are obtained and by employing two halpintsai and rule of mixture micromechanical models, elasticity modulus and other mechanical properties of the plate are determined. pores distribution and also graphene nanoplatelets dispersion through the thickness direction, each is based on three different patterns and their effect on the vibrational behavior of the under consideration model is observed. with the aid of the variational approach and hamilton’s principle, the governing equation and associated boundary conditions are derived and solved numerically, and the effect of different parameters such as pores distribution, nanoparticles dispersion and other important parameters on the results is discussed.