تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته ساندویچی مخروطی با هسته مشبک کامپوزیتی غیرایزوگرید بر مبنای روش‌های تجربی و عددی

در این مطالعه، تحلیل مودال پوسته‌های ساندویچی مخروطی سه‌جزیی با یک هسته مشبک کامپوزیتی بر مبنای روش‌های تجربی و تئوری ارائه شده است. بدین منظور، دو نمونه از چنین ساندویچی متشکل از دو رویه همسان از پارچه کولار و هسته مشبک میانی با سلول‌های شش ضلعی منتظم و الیاف ترکیبی از شیشه کربن ساخته شد. در ادامه، آزمون‌های مودال برای استخراج فرکانس‌های طبیعی و شکل مودها بر مبنای جمع‌آوری داده‌ها از 40 نقطه بر روی سطح پوسته (پنچ مقطع عرضی در راستای یال مخروط و هشت نقطه محیطی با زوایه ᵒ45) توسط دستگاه سرعت‌سنج لیزری انجام شده است. بر طبق نتایج تجربی، اختلاف فرکانس‌های طبیعی دو نمونه پوسته ساندویچی برای اولین شکل مود کمتر از 3% و برای دومین شکل مود تقریبا 6% می‌باشد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت، کمترین خطا ممکن در طراحی مفهومی مراحل مختلف ساخت و در حین اجرای فرآیندها برای تولید پوسته ساندویچی مخروطی مشبک وجود داشته است. همچنین شبیه‌سازی عددی با استفاده از المان‌های سه بعدی در نرم‌افزار آباکوس صورت پذیرفته است که با نتایج حاصل از آزمون مودال صحت‌سنجی شده‌اند. مقایسه فرکانس‌های طبیعی مطابق با شکل مودهای مختلف بر مبنای روش‌های المان محدود آباکوس و تجربی نشان می‌دهد که تطابق بسیار خوبی بین نتایج وجود دارد که حداکثر اختلاف در فرکانس طبیعی کمتر از 16% می‌باشد.

experimental and numerical methods for free vibration analysis of sandwich conical shells with anisogrid composite lattice core

in this study, the modal analysis of sandwich conical shells with a composite lattice core was presented using experimental and numerical methods. for this purpose, samples of such sandwich were made of two identical kevlar fabric face sheets and a composite (glass carbon fibers) lattice core with regular hexagonal cells. next, modal tests were carried out to extract the natural frequencies and the mode shapes by collecting frequency responses using a laser accelerometer. also, abaqus fe simulations were performed using three dimensional elements and were validated with the results obtained from modal tests. according to the experimental results, the difference in the natural frequencies of samples is less than 3% for the first mode shape (m,n)=(1,2) and 6% for the second mode shape (m,n)=(1,3). therefore, it can be concluded that there is the least possible error in the conceptual design and the implementation of various manufacturing processes. in addition, there is good agreement between the results obtained from modal tests and abaqus finite element method, i.e. the maximum difference in natural frequencies of the first four mode shape is approximately 16%.