تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته‌ی استوانه‌ای با ساختار آگزتیک پروانه‌ای شکل به روش تفاضل مربعات دیفرانسیل

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1129-ISAV2025 (R2)
نویسندگان
1دانشگاه صنعتی قم، دانشکده مکانیک
2دانشجو
3دانشیار
چکیده
در این مقاله ارتعاشات آزاد پوسته‌ی استوانه‌ای پروانه‌ای شکل مورد مطالعه قرار گرفت. سازه‌های آگزتیکی به سازه‌های شبکه‌ای اشاره می‌کند که برخلاف سازه‌های مرسوم، ضریب پواسون این سازه‌ها منفی می‌باشد. از جمله سازه‌های پواسون منفی که در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است، می‌توان به آگزتیک پروانه‌ای شکل اشاره کرد. بر اساس نظریه‌ی کلاسیک پوسته‌ها و با استفاده از اصل همیلتون معادلات ارتعاشاتی پوسته‌ی استوانه‌ی آگزتیک پروانه‌ای شکل بدست آمد. به روش حل عددی دیفرانسیل مربعات معادلات حاکم حل گردید و فرکانس‌های طبیعی بدست آمد. جهت صحه‌سنجی، نتایج روش پیاده سازی شده ابتدا برای یک پوسته‌ی استوانه‌ی متراکم با نتایج حاصل از شبیه‌سازی المان محدود توسط نرم افزار آباکوس مقایسه گردید. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی تأثیر ویژگی‌های هندسی ساختار آگزتیک بر عملکرد ارتعاشی پوسته تحت شرایط مرزی گیردار است. مدل پیشنهادی، درک دقیقی از چگونگی تغییر فرکانس‌های طبیعی فراهم می‌کند و در نتیجه بینش‌های ارزشمندی در طراحی پوسته‌های با عملکرد بالا ارائه می‌دهد.
کلیدواژه ها
 
Title
FREE VIBRATION ANALYSIS OF A CYLINDRICAL SHELL WITH BUTTERFLY-SHAPED AUXETIC STRUCTURE USING THE DIFFERENTIAL QUADRATURE METHOD
Authors
reza adelkhani, mohammad fadaee, Mostafa Talebitooti
Abstract
In this paper, the free vibrations of a cylindrical butterfly shell were studied. Auxetic structures refer to lattice structures that, unlike conventional structures, have a negative Poisson's ratio. Among the negative Poisson structures that have received attention in recent years, the butterfly aesthetic can be mentioned. Based on the classical theory of shells and using Hamilton's principle, the vibration equations of the butterfly-shaped cylindrical shell were obtained. The governing equations were solved using the quadratic differential numerical solution method, and the natural frequencies were obtained. For validation, the results of the implemented method were first compared for a cylindrical shell with the results obtained from a finite element simulation using Abaqus software. The main objective of this research is to evaluate the effect of the geometric characteristics of the auxetic structure on the vibration performance of the shell under clamped boundary conditions. The proposed model provides a detailed understanding of how natural frequencies are changed by auxetic geometries, thereby providing valuable insights into the design of high-performance shells.
Keywords
Butterfly-shaped auxetic structure, Cylindrical shell, free vibration analysis, Differential quadrature method (DQM)