شبیه سازی و تحلیل عددی تاثیر ماده مرکب پروالاستیک بر رفتار ارتعاشی ورق مستطیلی

در این پژوهش، ارتعاش آزاد ورق‌های مستطیلی مرکب پروالاستیک با در نظر گرفتن تئوری پروالاستیسیته‌ی بایوت و بر اساس تئوری‌های تغییر شکل برشی اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر رفتار ارتعاشی ورق مستطیلی مرکب پروالاستیک با استفاده از روش حل گلرکین و به کمک نرم‌افزار متمتیکا حل می‌گردد که حاصل آن به دست آوردن فرکانس‌های طبیعی بی‌بعد و شکل مودهای ارتعاشی برای ورق‌های مستطیلی مرکب پروالاستیک می‌باشد. در این مطالعه جهت تقریب جابجایی‌های ورق از تئوری‌های اصلاح شده‌ی تغییر شکل برشی نمایی، مثلثاتی، هایپربولیکی، پارابولیکی و دو تئوری مرتبه بالا استفاده شده است که در این تئوری‌ها تاثیر اینرسی دورانی و تغییر شکل برشی عرضی لحاظ گردیده است. همچنین برای توصیف روابط حاکم بر مواد پروالاستیک از تئوری پروالاستیسیته‌ی بایوت بهره گرفته شده است. تئوری‌های استفاده شده در این مطالعه نواقص تئوری‌های کلاسیک را نداشته و از این رو سبب بهبود پاسخ‌های استاتیکی و دینامیکی می‌گردد. نوآوری پژوهش حاضر، استفاده از تئوری پروالاستیسیته بر اساس تئوری‌های تغییر شکل برشی اصلاح شده و حل معادلات حاکم به روش گلرکین می‌باشد. سه حالت متقارن غیریکنواخت، نامتقارن غیریکنواخت و یکنواخت برای مدلسازی تخلخل در نظر گرفته شده و برای بررسی رفتار سیال درون حفره‌ها از تئوری پروالاستیسیته استفاده شده است. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف از جمله ضریب تخلخل، ضریب تنش موثر بایوت، ضریب skempton و نسبت طول به عرض بررسی شده است. برای بررسی دقت و درستی روش به کار رفته در این پژوهش، نتایج عددی با نتایج موجود در مراجع مقایسه شده است.

simulation and numerical analysis of the effect of proelastic composite material on the vibration behavior of rectangular plate

in this research, the free vibration of poroelastic composite rectangular plates has been investigated considering biot’s theory of proelasticity and based on modified shear deformation theories. the governing equations of the vibration behavior of poroelastic composite rectangular plate are solved using the galerkin method and with the help of mathematica software, which results in obtaining dimensionless natural frequencies and the shape of vibration modes for poroelastic composite rectangular plates. in this study, modified theories of exponential, trigonometric, hyperbolic, parabolic and two high-order shear deformation theories have been used to approximate plate displacements, in which the effect of rotational inertia and transverse shear deformation have been considered. biot’s theory of poroelasticity has also been used to describe the relations governing poroelastic materials. the theories used in this study do not have the shortcomings of classical theories, and hence improve the static and dynamic responses. the innovation of the current study is the use of the theory of poroelasticity based on the theory of modified shear deformation and the solution of the governing equations using the galerkin method. three non-uniform symmetric, non-uniform asymmetric and uniform distributions are considered for porosity modeling and poroelasticity theory is used to investigate fluid behavior inside cavities. also, the influences of different parameters including porosity coefficient, biot’s effective stress coefficient, skempton coefficient and length-to-width ratio have been investigated. to check the accuracy of the method used in this research, the numerical results were compared with the results in the references.