نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• ملیحه رهنما ¹
• سیدرضا حمزه لو ²
• محمد مراد شیخی ³

¹ دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

² دانشیاردانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

³ دانشیار دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

چکیده

در این مطالعه، تحلیل مودال پوسته‌های ساندویچی مخروطی سه‌جزیی با یک هسته مشبک کامپوزیتی بر مبنای روش‌های تجربی و تئوری ارائه شده است. بدین منظور، دو نمونه از چنین ساندویچی متشکل از دو رویه همسان از پارچه کولار و هسته مشبک میانی با سلول‌های شش ضلعی منتظم و الیاف ترکیبی از شیشه - کربن ساخته شد. در ادامه، آزمون‌های مودال برای استخراج فرکانس‌های طبیعی و شکل مودها بر مبنای جمع‌آوری داده‌ها از 40 نقطه بر روی سطح پوسته (پنچ مقطع عرضی در راستای یال مخروط و هشت نقطه محیطی با زوایه ᵒ45) توسط دستگاه سرعت‌سنج لیزری انجام شده است. بر طبق نتایج تجربی، اختلاف فرکانس‌های طبیعی دو نمونه پوسته ساندویچی برای اولین شکل مود کمتر از 3% و برای دومین شکل مود تقریبا 6% می‌باشد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت، کمترین خطا ممکن در طراحی مفهومی مراحل مختلف ساخت و در حین اجرای فرآیندها برای تولید پوسته ساندویچی مخروطی مشبک وجود داشته است. همچنین شبیه‌سازی عددی با استفاده از المان‌های سه بعدی در نرم‌افزار آباکوس صورت پذیرفته است که با نتایج حاصل از آزمون مودال صحت‌سنجی شده‌اند. مقایسه فرکانس‌های طبیعی مطابق با شکل مودهای مختلف بر مبنای روش‌های المان محدود آباکوس و تجربی نشان می‌دهد که تطابق بسیار خوبی بین نتایج وجود دارد که حداکثر اختلاف در فرکانس طبیعی کمتر از 16% می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

• پوسته ساندیچی مخروطی
• هسته مشبک کامپوزیتی
• آزمون مودال
• شبیه سازی المان محدود

موضوعات

• سازه های کامپوزیتی

عنوان مقاله [English]

Experimental and numerical methods for free vibration analysis of sandwich conical shells with anisogrid composite lattice core

نویسندگان [English]

• Malihe Rahnama ¹
• Seyed Reza Hamzeloo ²
• Mohammad Morad Sheikhi ³

¹ Department of Mechanical Engineering Shahid Rajaee Teacher Training University

² Associate Professor Department of Mechanical Engineering Shahid Rajaee Teacher Training University

³ Associate Professor Department of Mechanical Engineering Shahid Rajaee Teacher Training University

چکیده [English]

In this study, the modal analysis of sandwich conical shells with a composite lattice core was presented using experimental and numerical methods. For this purpose, samples of such sandwich were made of two identical Kevlar-fabric face sheets and a composite (glass-carbon fibers) lattice core with regular hexagonal cells. Next, modal tests were carried out to extract the natural frequencies and the mode shapes by collecting frequency responses using a laser accelerometer. Also, ABAQUS FE simulations were performed using three-dimensional elements and were validated with the results obtained from modal tests. According to the experimental results, the difference in the natural frequencies of samples is less than 3% for the first mode shape (m,n)=(1,2) and 6% for the second mode shape (m,n)=(1,3). Therefore, it can be concluded that there is the least possible error in the conceptual design and the implementation of various manufacturing processes. In addition, there is good agreement between the results obtained from modal tests and ABAQUS finite element method, i.e. the maximum difference in natural frequencies of the first four mode shape is approximately 16%.

کلیدواژه‌ها [English]

• Sandwich conical shell
• Composite lattice core
• Modal test
• Finite element method