محمدرضا گل بهار حقیقی

در این رساله، به مطالعه و تحلیل ارتعاشات آزاد خطی و غیرخطی پوسته ها و پنل های مخروطی تقویت شده با گرافن به صورت مدرج تابعی احاطه شده توسط پیزوالکتریک و نیز تحلیل دینامیکی این سازه ها پرداخته شده است. بارگذاری درنظر گرفته شده به صورت بار انفجاری می باشد. معادلات حرکت براساس تئوری برشی مرتبه بالا برای تحلیل خطی و تئوری برشی مرتبه اول و به کار بردن فرمولاسیون کرنش-جابجایی گرین و برای تحلیل غیرخطی، اعمال فرضیات هندسی ون-کارمن غیرخطی با استفاده از اصل همیلتون استخراج گردیده است. سپس برای گسسته سازی مکانی معادلات از روش دیفرانسیل کوادریچر استفاده شده و به منظور محاسبه فرکانس غیرخطی، روش موازنه هارمونیک و روش تکرار مستقیم به کار رفته است. هم چنین، به کمک روش نیومارک پاسخ دینامیکی سیستم به دست آمد. علاوه بر این، به منظور کنترل ارتعاش پوسته مخروطی ناقص تقویت شده با گرافن تحت بارگذاری، کنترلر مرزی طراحی و اعمال گردیده است. پس از بررسی همگرایی پاسخ ها، نتایج حاصل با نتایج موجود مقایسه و صحت سنجی انجام پذیرفته است. پس از آن، به بررسی اثر پارامترهای مختلف، مانند درصد وزنی و الگوی توزیع مختلف پلاکت های گرافن، زاویه راس مخروط، زاویه متناظر، نسبت ضخامت لایه های مختلف، نسبت ابعاد پوسته، شرایط مرزی مختلف و دامنه حرکت، ضخامت لایه های پیزوالکتریک بر روی فرکانس های خطی و غیرخطی و پاسخ دینامیکی پرداخته شده و در آخر، نتیجه حاصل از اعمال کنترلر، ارائه گردیده است. نتایج نشان داد که در صورت افزایش درصد وزنی، اضافه نمودن لایه پیزوالکتریک و افزایش ضخامت آن، کاهش زاویه راس، کاهش زاویه راس و کاهش زاویه متناظر، به صورت جداگانه، باعث افزایش فرکانس سیستم می گردد. هم چنین، نقش کنترلر مرزی در کاهش دامنه ارتعاش سیستم تحت بارگذاری نشان داده شده است.