پرویز ملک زاده

ورق های ساندویچی به دلیل نسبت بالای سفتی به وزن، نقش مهمی در صنایع پیشرفته نظیر هوافضا، حمل ونقل و سازه های مدرن ایفا می کنند. استفاده از هسته های شبکه ای ناهمسان به همراه رویه های نانومرکب تقویت شده با پلاکت های گرافن به صورت مدرج تابعی، رویکردی نوین برای بهبود خصوصیات ارتعاشی و عملکرد دینامیکی این سازه ها محسوب می شود. از سوی دیگر، تحلیل پاسخ این ورق ها تحت بار متحرک به دلیل ماهیت دینامیکی بارگذاری، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف اصلی این پژوهش، تحلیل ارتعاش آزاد و پاسخ دینامیکی ورق های ساندویچی دارای هسته شبکه ای ناهمسان و رویه های نانومرکب تقویت شده با پلاکت های گرافن مدرج تابعی تحت اثر بار متحرک و بررسی تأثیر پارامترهای هندسی، مکانیکی و تقویتی بر رفتار دینامیکی سازه است. در این راستا، برای مدل سازی رفتار مکانیکی ورق از نظریه تغییرشکل برشی مرتبه بالا استفاده شده است. خواص مؤثر رویه ها با بهره گیری از مدل میکرومکانیکی اصلاح شده هالپین–تسای تعیین گردید و هسته شبکه ای ناهمسان به صورت یک محیط همگن پیوسته معادل مدل سازی شد. معادلات حاکم با استفاده از روش اجزای محدود در حوزه مکان گسسته شده و پاسخ دینامیکی سیستم تحت بار متحرک با روش انتگرال گیری زمانی نیومارک محاسبه گردید. اعتبارسنجی مدل با تحلیل همگرایی و مقایسه فرکانس های طبیعی با نتایج دیگر منابع علمی انجام شده است. نتایج نشان داد که الگوی توزیع پلاکت های گرافن، کسر وزنی پلاکت های گرافن ، مشخصات هندسی هسته شبکه ای ناهمسان، شرایط مرزی و سرعت بار متحرک تأثیر قابل توجهی بر فرکانس های طبیعی و دامنه جابجایی دینامیکی ورق دارند. مشاهده گردید که ورق با رویه های دارای الگوی توزیع FG-V کمترین جابجایی عرضی و همچنین بیشترین فرکانس طبیعی را در مقایسه با سایر الگوها دارا می باشند. همچنین مشاهده شد که افزایش مقادیر نسبت ضخامت رویه به هسته و مقدار کسر وزنی پلاکت گرافن موجب افزایش فرکانس طبیعی و کاهش جابجایی عرضی نقطه میانی ورق میشود. مجموع نتایج بیانگر کارایی بالای ترکیب هسته ناهمسان و رویه های مرکب تقویت شده با پلاکت های گرافن در بهبود رفتار ارتعاشی و کنترل پاسخ دینامیکی سازه است.