جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای سیدمحمدحسین رزمی)
موضوع: بررسی ارتعاش آزاد ورق مرکب قطاعی و حلقوی شکل تقویت شده با نانولوله‌ی کربن به صورت مدرج تابعی با لایه پیزوالکتریک
ارائه دهنده: سید محمد حسین رزمی
استادان راهنما: دکتر سید علیرضا شهیدی ریزی – دکتر مجتبی ازهری
استادان داور: دکتر مهدی سلمانی – دکتر محسن اصفهانیان
چیکده:
در پژوهش حاضر ارتعاش آزاد ورق ضخیم قطاعی و حلقوی شکل تقویت‌شده با نانولوله‌ی کربن همراه با لایه پیزوالکتریک در بالا و پایین ورق مورد بررسی قرارگرفته است. پارامترهای موثر بر تغییر فرکانس از قبیل دما، زاویه قطاع ورق، تغییرات شعاع ورق، ضخامت، کسر حجمی نانولوله کربن و شرایط مرزی مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین اثر میدان الکتریکی ایجاد شده بر فرکانس‌های ورق در شرایط مرزی الکتریکی مدار باز و مدار بسته مورد بحث قرار می‌گیرد و با یکدیگر مقایسه می‌شوند. از آنجا که ورق مورد نظر مدرج تابعی است، در راستای ضخامت، خواص آن تغییر می‌کند. برای شبیه سازی این خواص، از قانون اصلاح شده مخلوط‌ها و روابط دینامیک مولکولی استفاده شده است. خواصی که در راستای ضخامت تغییر می‌کنند عبارتند از: مدول یانگ، مدول برشی و نسبت پواسون. توزیع‌های مختلف نانولوله کربن در کسرهای حجمی مختلف آن در راستای ضخامت مورد بررسی قرار گرفته است. برای به دست آوردن میدان جابه‌جایی و کرنش ورق ضخیم مرکب، از تئوری مرتبه اول برشی استفاده شده است. ورق مرکب تقویت‌شده با نانولوله‌های کربن به صورت مدرج تابعی، دارای مقاومت کششی و حرارتی بالاتر و رسانایی گرمایی قوی‌تر نسبت به کامپوزیت‌های لایهای می‌باشد. همچنین در کامپوزیت‌های لایهای، ممکن است تنش برشی بین لایه‌ها اتقاق بیافتد و تنش‌های حرارتی موجب جدا شدن لایه‌ها و ضعیف‌شدن اتصال بین لایه‌ها شود در حالی که این مشکل در ورق تقویت‌شده با نانولوله‌های کربن حل شده است. با توجه به اینکه فاز زمینه ورق مورد نظر از جنس پلیمر است و مدول یانگ، چگالی و استحکام پایینی دارد، اضافه کردن نانولوله‌های کربنی به عنوان فاز تقویت‌کننده باعث افزایش استحکام ورق می‌شود. معادلات حرکت و معادلات الکتریکی از راه‌کار ریلی-ریتز که از روش‌های قوی مبتنی بر انرژی است، بدست آمده و با حل سیستم مقدار ویژه در نرم‌افزار متلب(MATLAB) ، فرکانس‌های طبیعی ورق و شکل مودهای ارتعاشی بدست می‌آید. جهت اعمال شرایط مرزی از توابع کمکی و توابع شکل مناسب برای متغیرهای اصلی استفاده شده است. مقادیر فرکانسی بدست آمده صحت خوبی با مراجع ارائه شده دارد. نتایج نشان داد که در میان توزیع‌های مختلف نانولوله کربن در راستای ضخامت، توزیع ایکس شکل ((FGX بیشترین مقادیر فرکانسی را دارد. با افزایش زاویه قطاع ورق فرکانس‌های طبیعی به مقدار خاصی همگرا می‌شوند و اختلاف بین سه مود اول فرکانسی کاهش می‌یابد. در مورد اثر ضخامت می‌توان گفت با توجه به اینکه ورق، ضخیم است با افزایش ضخامت، سختی سازه و جرم سازه افزایش می‌یابد و در نتیجه فرکانس‌های طبیعی با شیب ملایمی افزایش می‌یاید. از طرفی مقدار فرکانس‌ها در شرایط مرزی الکتریکی مدار باز نسبت به حالت مدار بسته بیشتر است. همچنین مشاهده گردید که با کاهش زاویه قطاع ورق اختلاف بین مقادیر فرکانس‌های طبیعی در حالت مدار باز و مدار بسته الکتریکی افزایش می‌یابد.