Phân tích dao động cưỡng bức của tấm sandwich với lõi honeycomb và lớp da composite ba pha trên nền đàn hồi Kerr
29 lượt xemTóm tắt
Bài báo này giới thiệu phương pháp phân tích đẳng hình học (IGA) dựa trên lý thuyết biến dạng cắt bậc cao (HSDT) để phân tích dao động cưỡng bức của tấm sandwich đặt trên nền đàn hồi Kerr. Các tấm sandwich bao gồm một lớp lõi tổ ong siêu nhẹ và được gia cố bằng hai lớp da composite ba pha. Phương trình dạng yếu được suy ra từ nguyên lý Hamilton. Phương pháp Newmark-β được áp dụng để giải phương trình vi phân của tấm sandwich bằng chương trình được lập trong phần mềm Matlab. Độ chính xác của phương pháp đề xuất được xác minh thông qua các ví dụ so sánh. Sau đó, ảnh hưởng của kích thước hình học và tính chất vật liệu đối với dao động cưỡng bức của các tấm sandwich được nghiên cứu chi tiết.
Tài liệu tham khảo
[1]. Wan, H., Ohtaki, H., Kotosaka, S., & Hu, G. “A study of negative Poisson's ratios in auxetic honeycombs based on a large deflection model”. European Journal of Mechanics-A/Solids, 23(1), 95-106, (2004). DOI: https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2003.10.006
[2]. Zhang, X.-C., An, L.-Q., Ding, H.-M., Zhu, X.-Y., & El-Rich, M. “The influence of cell micro-structure on the in-plane dynamic crushing of honeycombs with negative Poisson’s ratio”. Journal of Sandwich Structures & Materials, 17(1), 26-55, (2015). DOI: https://doi.org/10.1177/1099636214554180
[3]. Zhu, X., Zhang, J., Zhang, W., & Chen, J. “Vibration frequencies and energies of an auxetic honeycomb sandwich plate”. Mechanics of Advanced Materials and Structures, 26(23), 1951-1957, (2019).
[4]. Cong, P. H., Khanh, N. D., Khoa, N. D., & Duc, N. D. “New approach to investigate nonlinear dynamic response of sandwich auxetic double curves shallow shells using TSDT”. Composite Structures, 185, 455-465, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.11.047
[5]. Nguyen, D. D., & Pham, C. H. “Nonlinear dynamic response and vibration of sandwich composite plates with negative Poisson’s ratio in auxetic honeycombs”. Journal of Sandwich Structures & Materials, 20(6), 692-717, (2018). DOI: https://doi.org/10.1177/1099636216674729
[6]. Pham, Q.-H., Nguyen, P.-C., Tran, T. T., & Nguyen-Thoi, T. “Free vibration analysis of nanoplates with auxetic honeycomb core using a new third-order finite element method and nonlocal elasticity theory”. Engineering with Computers, 1-19, (2023). https://doi.org/10.1007/s00366-021-01531-3
[7]. Cheng, Y., Zhang, K., Liang, B., Cheng, H., Hou, G., Xu, G., & Jin, W. “Micromechanics of CNT grafted FRP based on hierarchical homogenization of transversely isotropic multi-coated model”. International Journal of Mechanical Sciences, 161, 105014, (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2019.105014
[8]. Swain, A., & Roy, T. “Viscoelastic modelling and dynamic characteristics of CNTs-CFRP-2DWF composite shell structures”. Composites Part B: Engineering, 141, 100-122, (2018).
[9]. Seidi, J., & Kamarian, S. “Free vibrations of non-uniform CNT/fiber/polymer nanocomposite beams”. Curved and Layered Structures, 4(1), 21-30, (2017). DOI: https://doi.org/10.1515/cls-2017-0003
[10]. Yousefi, Amir Hossein, et al. "Dynamic characteristics of truncated conical panels made of FRPs reinforced with agglomerated CNTs." Structures. Vol. 33. Elsevier, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.07.046
[11]. Noroozi, Mohammad, Zajkani, Asghar, & Ghadiri, Majid. “Dynamic plastic impact behavior of CNTs/fiber/polymer multiscale laminated composite doubly curved shells”. International Journal of Mechanical Sciences, 195, 106223, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2020.106223
[12]. Hughes, Thomas JR, Cottrell, John A, & Bazilevs, Yuri. “Isogeometric analysis: CAD, finite elements, NURBS, exact geometry and mesh refinement”. Computer methods in applied mechanics and engineering, 194 (39-41), 4135-4195, (2005). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cma.2004.10.008
[13]. Affdl, JC Halpin, & Kardos, JL. “The Halpin‐Tsai equations: a review”. Polymer Engineering & Science, 16 (5), 344-352, (1976). DOI: https://doi.org/10.1002/pen.760160512
[14]. Nasution, Mahyuddin KM, Syah, Rahmad, Ramdan, Dadan, Afshari, Hassan, Amirabadi, Hossein, Selim, Mahmoud M,… Su, Chia-Hung. “Modeling and computational simulation for supersonic flutter prediction of polymer/GNP/fiber laminated composite joined conical-conical shells”. Arabian Journal of Chemistry, 15 (1), 103460, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2021.103460
[15]. Keshtegar, Behrooz, Motezaker, Mohsen, Kolahchi, Reza, & Trung, Nguyen-Thoi. “Wave propagation and vibration responses in porous smart nanocomposite sandwich beam resting on Kerr foundation considering structural damping”. Thin-Walled Structures, 154, 106820, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.tws.2020.106820
[16]. Reddy, Junuthula Narasimha. “Mechanics of laminated composite plates and shells: theory and analysis”: CRC press, (2003). DOI: https://doi.org/10.1201/b12409
[17]. Wolf J. “Dynamic SoilStructure Interaction”. PrenticeHall. Inc., Englewood Cliffs, New Jersey. (1985).
[18]. Abuteir, BW, Harkati, E, Boutagouga, D, Mamouri, S, & Djeghaba, K. “Thermo-mechanical nonlinear transient dynamic and Dynamic-Buckling analysis of functionally graded material shell structures using an implicit conservative/decaying time integration scheme”. Mechanics of Advanced Materials and Structures, 29(27), 5773-5792, (2022). DOI: https://doi.org/10.1080/15376494.2021.1964115
