ارائه‌کننده: علیرضا خوش‌سخن

استاد راهنما: دکتر مهدی سجادپور

استاد ناظر داخلی: دکتر اکبر علی‌بیگلو

استاد ناظر خارجی: دکتر سیدعلی حسینی کردخیلی

تاریخ: 1405/06/29

ساعت: 9:30

مکان: دانشکده مهندسی مکانیک، کلاس 154

چکیده:

پوسته‌های استوانه‌ای ساندویچی دوار به دلیل نسبت استحکام به وزن فوق‌العاده و بازدهی دینامیکی مطلوب، از اجزای کلیدی در صنایع هوافضا، توربوماشین‌ها و سامانه‌های دوار به شمار می‌روند. با این حال، تحلیل رفتار ارتعاشی این سازه‌ها تحت اثر هم‌زمان میدان‌های حرارتی و اثرات ژیروسکوپی ناشی از دوران با پیچیدگی‌های محاسباتی فراوانی همراه است. در این پژوهش، ارتعاشات آزاد پوسته استوانه‌ای ساندویچی دوار سه‌لایه با رویه‌های ساخته‌شده از مواد با خواص تابعی و هسته متخلخل با هندسه سطح کمینه دوره‌ای سه‌گانه ژیرویید مورد تحلیل قرار گرفته است.

معادلات حاکم بر دینامیک سازه با در نظر گرفتن اثرات شتاب کوریولیس و گریز از مرکز بر مبنای تئوری تغییرشکل برشی مرتبه اول و اعمال اصل همیلتون استخراج شده‌اند. خواص مکانیکی معادل هسته سلولی ژیرویید بر پایه مدل ساختاریافته گیبسون-اشبی تعیین شده و وابستگی غیرخطی خواص مادی رویه‌ها و هسته به دما، لحاظ گردیده است. برای حل معادلات حاکم، از روش نیمه‌تحلیلی ریلی-ریتز با توابع شکل مناسب تحت شرایط مرزی مختلف استفاده شده و صحت مدل توسعه‌یافته با نتایج روش اجزای محدود و مقالات معتبر اعتبارسنجی شده است.

نتایج پارامتری نشان می‌دهد که دوران موجب دوشاخگی و تفکیک فرکانس‌های طبیعی به مدهای پیشرو و پسرو می‌گردد. همچنین افزایش دما به دلیل تضعیف مدول الاستیسیته و ایجاد تنش‌های حرارتی، موجب افت فرکانس‌های طبیعی می‌شود؛ در حالی که افزایش چگالی نسبی هسته ژیرویید و کنترل توان کسر حجمی ماده تابعی، نقش موثری در جبران افت سختی سازه ایفا می‌کنند. علاوه بر این، به‌منظور غلبه بر هزینه زمانی محاسبات مکرر در تحلیل‌های طراحی، یک مدل جایگزین هوشمند بر پایه شبکه عصبی مصنوعی توسعه یافت. داده‌های آموزشی این شبکه با طرح نمونه‌برداری ابرمکعب لاتین تولید شدند که مدل نهایی توانست با دقت بسیار بالا و خطای ناچیز، فرکانس‌های طبیعی را در کسری از ثانیه پیش‌بینی کند.