فهرست
چکیده1
1 فصل اول :کلیات
1-1 مقدمه.. 2
1-2 مواد هدفمند تابعی 3
1-3 روشهای ساخت مواد هدفمند تابعی 5
1-3-1 پودر خشک 5
1-3-2 رسوب بخار فیزیکی 6
1-3-3 رسوب بخار شیمیایی 6
1-3-4 روش گریز از مرکز 6
1-3-5 روش پاشش پلاسما 7
1-4 مدلها مختلف مواد هدفمند تابعی 8
1-4-1 مدل ردی 8
1-4-2 مدل تابع نمایی 9
1-4-3 مدل موری– تاناکا...... 9
2 فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته وگستره ی نظری تحقیق
2-1 مقدمه.... 11
2-2 مطالعات اخیردرخصوص مواد هدفمند تابعی 12
3 فصل سوم: فرمول بندی مسئله
3-1 تعریف مسئله 19
3-2 معادلات حاکم بر ارتعاشات آزاد پوسته استوانهای جدار نازک با رینگها و نوارهای تقویتی حاوی سیال20
3-2-1 توابع تغییر مکان پوسته 20
3-2-2 خواص مواد تابعی 21
3-2-3 انرژی پتانسیل کرنشی پوسته جدار نازک 22
3-2-4 انرژی پتانسیل کرنشی رینگ تقویتی محیطی 23
3-2-5 انرژی پتانسیل کرنشی نوار تقویتی طولی 24
3-2-6 انرژی جنبشی پوسته 25
3-2-7 انرژی جنبشی رینگهای تقویتی محیطی 25
3-2-8 انرژی جنبشی نوار تقویتی طولی 26
3-2-9 انرژی جنبشی سیال 27
3-3 حل معادلات انرژی 28
3-3-1 مولفههای انرژی پتانسیل 30
3-3-2 مولفههای انرژی جنبشی 32
3-4 مولفههای معادلات مشخصه 36
3-4-1 مولفه اول معادلات مشخصه 36
3-4-2 مولفه دوم معادلات مشخصه 36
3-4-3 مولفه سوم معادلات مشخصه 37
3-4-4 مولفه چهارم معادلات مشخصه 39
3-4-5 مولفه پنجم معادلات مشخصه 39
3-5 درایههای ماتریس مشخصه 40
3-6 ارتعاشات اجباری پوسته استوانهای محتوی سیال با رینگها و نوارهای تقویتی 41
3-7 بار شعاعی 42
3-8 نرمالایز کردن مودهای ارتعاشی پوسته‌های استوانهای 43
3-9 بار محوری 44
3-9-1 انرژی یتانسیل بار شعاعی 44
3-9-2 انرژی پتانسیل بار محوری 45
3-9-3 بار گذاری گذرا 46
3-9-4 بار گذاری پایا 47
4 فصل چهارم: نتایج تحقیق
4-1 تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته استوانهای با نوارها و رینگهای تقویتی حاوی سیال 48
4-1-1 صحت سنجی محاسبات 48
4-1-2 پوسته همگن بدون رینگ تقویتی و سیال 48
4-1-3 پوسته با مواد همگن و رینگ تقویتی، بدون سیال 49
4-1-4 پوسته با مواد همگن، بدون رینگ تقویتی و حاوی سیال 50
4-1-5 پوسته با مواد مدرج تابعی بدون رینگ تقویتی و سیال 50
4-1-6 پوسته با مواد همگن، رینگ تقویتی محیطی، نوار تقویتی طولی و بدون سیال 51
4-1-7 پوسته با مواد مدرج تابعی و رینگ تقویتی و بدون سیال 52
4-2 بررسی نتایج 52
4-2-1 تاثیر توان کسر حجمی پوسته بر حسب ضخامت پوسته فرکانس طبیعی ارتعاشات 53
4-2-2 تاثیر شعاع پوسته بر فرکانس طبیعی ارتعاشات بر حسب طول پوسته 54
4-2-3 تاثیر شعاع پوسته بر فرکانس طبیعی ارتعاشات بر حسب ضخامت پوسته 54
4-2-4 تاثیر پهنای رینگ نگهدارنده بر فرکانس طبیعی ارتعاشات بر حسب نسبت پهنا بر ارتفاع رینگ نگهدارنده 55
4-2-5 تاثیر تعداد رینگ نگهدارنده بر فرکانس طبیعی ارتعاشات بر حسب نسبت پهنا بر ارتفاع رینگ نگهدارنده 56
4-2-6 تاثیرتعداد نوارهای نگهدارنده طولی بر فرکانس طبیعی ارتعاشات بر حسب نسبت پهنا بر ارتفاع نوارهای نگهدارنده 57
4-2-7 تاثیر دانسیته سیال بر فرکانس طبیعی ارتعاشات 57
4-3 تحلیل ارتعاشات اجباری پوسته استوانهای با نوارها و رینگهای تقویتی حاوی سیال و فشار محوری و شعاعی58
4-3-1 صحت سنجی محاسبات 58
4-3-2 بررسی اثر سیال بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی 60
4-3-3 بررسی اثر تعداد رینگهای تقویتی محیطی بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی60
4-3-4 بررسی اثر تعداد نوارهای تقویتی طولی بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی 61
4-3-5 بررسی اثر شعاع استوانه بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی 62
4-3-6 بررسی اثر طول استوانه بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی 62
4-3-7 بررسی اثر مواد استوانه برپاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی 63
4-3-8 بررسی اثر فرکانس نیروی محوری بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی 64
4-3-9 بررسی اثر فرکانس نیروی شعاعی بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی 64
4-3-10 بررسی اثر مقدار نیروی محوری بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار شعاعی و محوری سینوسی 65
4-3-11 بررسی اثر مقدار و جهت نیروی محوری بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار شعاعی و محوری سینوسی 66
4-3-12 بررسی اثر مقدار نیروی‌های محوری و شعاعی بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار شعاعی و محوری سینوسی 66
4-3-13 بررسی اثر درصد پر شدن ارتفاع سیال بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی67
5 فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1 مقدمه.. 68
5-2 نتیجهگیری 68
5-2-1 ارتعاشات آزاد 68
5-2-2 ارتعاشات اجباری 69
5-3 پیشنهادات 70
منابع71
فهرست جدول ها
جدول (4-1) مقایسه فرکانس پارامتری (Ω) برای پوسته همگن بدون رینگ تقویتی، سیال49
جدول (4-2) مقایسه فرکانس پارامتری (Ω) برای پوسته همگن با رینگ تقویتی، بدون سیال49
جدول (4-3) مقایسه فرکانس طبیعی (Hz) برای پوسته با مواد همگن بدون رینگ تقویتی با سیال (آب50
جدول (4-4) مقایسه فرکانس طبیعی (Hz) برای پوسته با مواد مدرج تابعی بدون رینگ تقویتی، سیال50
جدول (4-5) مقایسه فرکانس طبیعی Hz برای پوسته همگن با رینگ محیطی و نوارهای طولی و بدون سیال51
جدول (4-6) مقایسه فرکانس طبیعی Hz برای پوسته همگن با رینگ تقویتی و بدون سیال52
جدول (4-7) خواص مواد مدرج تابعی52
فهرست اشکال
شکل (1-1) پوسته استوانهای با رینگها و نوارهای تقویتی و حاوی سیال5
شکل (1-2) بار شعاعی وارد بر استوانه6
شکل (1-3) بار محوری بر پوسته استوانهای6
شکل (1- 4) نوع بارگذاری برای بارگذاری گذرا (1) بار سینوسی، (2) یار شیبدار، (3) بار پله‌ایی7
شکل (1-5) نوع بارگذاری برای بارگذاری پایا (1) بار سینوسی، (2) بار پله‌ایی7
شکل (3-1) پوسته استوانهای با رینگها و نوارهای تقویتی و حاوی سیال19
شکل (4-1) تاثیر توان کسر حجمی پوسته بر فرکانس طبیعی53
شکل (4-2) تاثیر شعاع پوسته بر فرکانس طبیعی بر حسب طول پوسته54
شکل (4- 3) تاثیر شعاع پوسته بر فرکانس طبیعی بر حسب ضخامت پوسته55
شکل (4-4) تأثیر پهنای رینگ نگهدارنده بر فرکانس طبیعی بر حسب نسبت پهنا بر ارتفاع رینگ نگهدارنده.56
شکل (4-5) تاثیر تعداد رینگ نگهدارنده بر فرکانس طبیعی بر حسب نسبت پهنا بر ارتفاع رینگ نگهدارنده.57
شکل (4-6) تاثیر تعداد نوار نگهدارنده طولی بر فرکانس طبیعی بر حسب نسبت پهنا بر ارتفاع نوار نگهدارنده طولی58
شکل (4-7) تاثیر دانسیته سیال بر فرکانس طبیعی59
شکل (4-8) مقایسه پاسخ زمانی مرجع (9) با نتایج تحقیق حاضر59
شکل (4-9) مقایسه پاسخ زمانی مرجع (37) با نتایج تحقیق حاضر59
شکل (4-10) اثر سیال بر پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی60
شکل (4-11) پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی بر پوسته استوانهای بر حسب تعداد رینگهای تقویتی61
شکل (4-12) پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی بر پوسته استوانهای بر حسب تعداد نوارهای تقویتی61
شکل (4-13) پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی بر حسب شعاع استوانه62
شکل (4-14) پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی بر حسب طول استوانه63
شکل (4-15) پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی برای مواد مختلف استوانه64
شکل (4-16) تاثیرفرکانس تحریک بار سینوسی محوری بر ارتعاشات اجباری65
شکل (4-17) تاثیر فرکانس تحریک بار سینوسی شعاعی بر ارتعاشات اجباری65
شکل (4-18) پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی برای مقادیر مختلف فشار محوری.65
شکل (4-19) پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری سینوسی برای مقادیر و جهات مختلف بار محوری66
شکل (4-20) پاسخ ارتعاشات اجباری با تحریک بار محوری و شعاعی سینوسی67
شکل (4-21) درصد پر شدن ارتفاع سیال در استوانه بر پاسخ ارتعاش اجباری محوری67
چکيده
در این پایان‌نامه، ارتعاشات آزاد و اجباری پوسته استوانهای نازک با ضخامت ثابت حاوی سیال تحت بارگذاری محوری و شعاعی هارمونیک و تکیه‌گاه ساده تقویت شده با نوارهای طولی و رینگهای محیطی مورد مطالعه قرار گرفته است. جنس پوسته از مواد تابعی فرض شده و تحلیل پوسته براساس تئوری مرتبه اول برشی انجام شده است. ابتدا انرژی کل سیستم محاسبه شده و به روش ریلی–ریتز مبتنی بر کمینه‌سازی انرژی کل سیستم فرکانس‌های طبیعی سیستم و خیز دینامیکی به دست آمده است. همچنین سیال درون پوسته ایده‌ال فرض شده و معادله حرکت آن از حل معادله لاپلاس پتانسیل سرعت حاصل شده است. در ادامه، پس از اعتباری سنجی روابط ارائه شده بر اساس تحقیقات سایر محققان، به تحلیل نتایج عددی ارتعاش آزاد و اجباری تحت تاثیر پارامترهای مختلف هندسی از قبیل ضخامت و شعاع پوسته، چگالی سیال، تراز سیال درون پوسته، ترکیب ماده تابعی، تعداد نوارها و رینگهای تقویتی پرداخته شده است.
واژه‌هاي كليدي: پوسته استوانهای، مواد تابعی، فرکانس طبیعی، ارتعاش اجباری، پاسخ دینامیکی، تئوری کلاسیک، رینگهای تقویتی
برچسب ها:
پوسته استوانهای مواد تابعی فرکانس طبیعی ارتعاش اجباری پاسخ دینامیکی تئوری کلاسیک رینگهای تقویتی