ارتعاشات پنل‌های استوانه‌ای دارای گشودگی مستطیلی مرکزی

پنل‌های انحنادار یکی از پرکاربردترین سازه های مکانیکی است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند و با توجه به کاربردهایی که دارند؛ پایداری و ارتعاشات آنها یکی از مسائل مهم طراحی است. از سوی دیگر ایجاد گشودگی در سازه‌های مختلف به دلایلی نظیر ایجاد تهویه هوا، کاهش وزن سازه‌ها، ایجاد دسترسی به قسمت‌های داخلی و یا اتصال سایر بخش‌های سازه، اجتاب‌نا‌پذیر است. وجود گشودگی از یک سو سفتی سازه را کاهش می‌دهد و از سوی دیگر موجب کاهش وزن آن می‌شود. از این رو، پیش‌بینی رفتار ارتعاشی سازه‌های دارای گشودگی به سادگی مقدور نیست. در پژوهش حاضر اثر وجود گشودگی مستطیلی مرکزی بر ارتعاشات آزاد پنل استوانه‌ای ایزوتروپ و کامپوزیتی بررسی شده است. جهت حل مسئله از نرم‌افزار المان محدود آباکوس استفاده شده و اثر ابعاد گشودگی و نیز خواص مواد بر تغییرات فرکانس طبیعی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد تغییرات فرکانس طبیعی پنل ایزوتروپ و کامپوزیتی کاملاً مشابه است. به عبات دیگر اثر گشودگی بر رفتار ارتعاشی پنل‌ها مستقل از جنس آنهاست. علاوه بر این، تحلیل نتایج نشان می‌دهد بر خلاف ورق‌ها، که وجود گشودگی، شکل مود آنها را تغییر نمی‌دهد و عمدتاً ‌موجب افزایش فرکانس طبیعی می‌شود؛ وجود گشودگی در پنل‌ها می‌تواند بر شکل مود ارتعاشی تاثیرگذار باشد؛ همچنین تغییرات فرکانس طبیعی در پنل‌های دارای گشودگی بسیار پیچیده است و وجود گشودگی الزاماً موجب افزایش یا کاهش فرکانس نمی‌شود. نکته جالب توجه اینکه حتی قرارگیری گشودگی مستطیلی در راستای طولی پنل یا راستای محیطی آن شدیداً بر میزان اثرگذاری آن موثر است.