بررسی ناپایداری دینامیکی پوسته‌های استوانه‌ای هدفمند ناشی از تداخل سازه و سیال

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 4404-IRAST
نویسندگان
11318843141
2دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده
پوسته‌های استوانه‌ای یکی از ساختارهای بسیار مهم می‌باشند که به علت خواص مکانیکی مناسب می‌توانند در علوم مهندسی به کار گرفته شوند.. از سویی دیگر مسائل برهم کنش سازه و سیال یکی از مهمترین مسائل سازه‌ای می‌باشند که دارای کاربرد گسترده در شناور‌ها و پل‌ها و مخازن می‌باشند. در نتیجه تحلیل ناپایداری این مسائل از اهمیت بسیار ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش نیز به بررسی ارتعاشات پوسته‌ی استوانه‌ای هدفمند حاوی سیال با جریان محوری و چرخشی پرداخته می‌شود. در ابتدا معادلات پوسته‌ی استوانه‌ای بر اساس تئوری پوسته‌های نازک دانل به دست می‌آید و سپس معادلات ارتعاشی سازه به وسیله‌ی اصل همیلتون حاصل می‌شود. همچنین فشار ناشی از سیال موجود در معادله‌ی همیلتون به وسیله‌ی تئوری جریان پتانسیل و معادله‌ی برنولی حاصل می‌شود. نهایتا با توجه به معادلات مساله و انتخاب تابع پاسخ مناسب مساله‌ی مقدار ویزه حاصل می‌شود که با حل آن مقادیر فرکانس‌های سازه برای سرعت‌های متفاوت محوری و چرخشی حاصل می‌شود. همچنین فرکانس‌های پوسته‌ی استوانه‌ای حاوی سیال ساکن در مودهای متفاوت بررسی می‌شود و اثر توان نسبت حجمی مواد هدفمند نیز بر روی فرکانس سازه‌ی دارای جریان محوری نیز نشان داده می‌شود.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Dynamic instability analysis of FG cylindrical shell due to Fluid-Solid interaction
Authors
Narges tehran, Mohammad Mohammadi Aghdam
Abstract
Cylindrical shells are one of the most important structures that can be applied to engineering sciences due to their unique mechanical properties and also the problems of Fluid-Solid interaction are one of the most important structural issues. They are widely used in floats and bridges and reservoirs. As a result, the instability of these issues is very important. In this study, the vibrations of a FG cylindrical shell containing fluid with axial and rotary flow are investigated. Initially, the cylindrical shell equations based on the Donnell theory of thin shells, and then the vibrational equations of the structure by the Hamilton principle are developed respectively. The pressure generated by the fluid in the Hamilton equation is also obtained by the potential flow theory and the Bernoulli equation. Finally, with respect to the problem equations following the choice of the appropriate response function, the eigenvalue problem is obtained and the values ​​of the structure frequencies for different axial and rotational speeds is obtained. Also, frequencies of cylindrical shell filled with quiescent fluid in different modes are investigated and the effect of the power-law index of FG materials on the frequency of the structure with axial flow is shown.
Keywords
FG materials, Fluid-Solid interaction, cylindrical shells, dynamic instability