تحلیل ارتعاشات غیرخطی پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی بر روی بستر ویسکوالاستیک و تحت اثر جریان خارجی هوا با سرعت زیر صوت

در این مقاله، تحلیل ارتعاشات غیرخطی پوسته استوانه‌ای از جنس ماده مرکب لایه‌ای متقارن بر روی بستر ویسکوالاستیک که جریان هوا با سرعت زیر صوت از روی آن عبور می‌کند مورد بررسی قرار می‌گیرد. شرایط مرزی دو انتهای پوسته استوانه‌ای، گیردار فرض شده است. معادلات حاکم بر ارتعاشات پوسته در راستاهای طولی، محیطی و شعاعی با استفاده از نظریه پوسته غیرخطی دانل به دست آمده است. با بهره‌گیری از روش گالرکین، سه معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر حرکت به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی حاکم بر ارتعاشات جانبی (شعاعی) تبدیل می‌گردد. سپس، روابط فرکانس طبیعی خطی و غیرخطی و رابطه دامنه ارتعاشات برحسب فرکانس طبیعی بی‌بعد پوسته محاسبه گردیده است. تاثیر تغییر پارامترهای مختلف شامل زاویه لایه‌های ماده مرکب در لایه چینی، سفتی و میرایی بستر ویسکوالاستیک و بار تحریک خارجی بر روی رفتار ارتعاشات آزاد و اجباری پوسته در تحلیل‌ها مطالعه می‌گردد. همچنین، منحنی‌های جابجایی شعاعی پوسته برحسب زمان در حالت خطی و غیرخطی ارائه شده است.

Nonlinear Vibration Analysis of a Composite Cylindrical Shell on a Viscoelastic Foundation and under Subsonic External Air Flow

In this paper, the nonlinear vibration analysis of a symmetric laminated composite cylindrical shell on a viscoelastic foundation under a subsonic external air flow has been investigated. The boundary conditions for both ends of the cylindrical shell are clamped conditions. The governing equations of motion in the longitudinal, circumferential and radial directions are derived in conducture with the Donnel’s nonlinear shell theory. Using Galerkin method, three nonlinear partial differential equations of motion are transformed to a nonlinear ordinary equation of motion governing lateral (radial) vibration of the shell. Then, the relations for linear and nonlinear natual frequencies and amplitudedimensionless natural frequency of the shell are calculated. The effects of variations in different values of parameters including orientation angles of lamina in layerwise laminate, stiffness and damping of viscoelastic foundation and the external applied load on the free and forced vibration behavior of the shell are all studied in this paper analyses. Moreover, the time history of radial displacement of midpoint of the shell using linear and nonlinear analyses. Are also presented.