تحلیل خمش و ارتعاش آزاد نانو ورق مدرج تابعی با استفاده از نظریه ورق مرتبه بالای مثلثاتی

در این مقاله خمش و ارتعاش آزاد نانو ورق مدرج تابعی با استفاده از یک نظریه ورق مرتبه بالای مثلثاتی جدید بررسی شده است. معادلات حاکمه با استفاده از اصل همیلتون استخراج گردیده و سپس حل دقیق خمش و ارتعاش آزاد نانو ورق مستطیلی با شرط مرزی ساده به کمک روش ناویر به دست آمده است. همچنین ازنظریه غیرمحلی برای لحاظ اثرات اندازه استفاده شده است. خواص مکانیکی نانو ورق مدرج تابعی با تابع توانی در راستای ضخامت تغییر می کند. به منظور تایید دقت نظریه ارائه شده، نتایج حاصل از حل حاضر با نتایج موجود مقایسه شده است و مطابقت بسیار خوبی حاصل گردیده است. همچنین، اثرات نسبت طول به ضخامت، نسبت ابعادی درون صفحه ای و پارامتر غیرمحلی روی رفتار خمشی و ارتعاش آزاد نانو ورق بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که لحاظ پارامتر غیرمحلی در معادله حاکمه یا افزایش مقدار شاخص توانی، باعث کاهش بسامد طبیعی و افزایش خیز نانو ورق می شود و به عبارت دیگر موجب کاهش سفتی نانو ورق می گردد. در ضمن با افزایش طول نانو ورق یا نسبت ابعادی، تاثیر پارامتر غیرمحلی و اثرات اندازه کاهش می یابد. همچنین، نظریه ارائه شده علاوه بر ارائه جوا بهای دقیق خمش و ارتعاش آزاد برای نانو ورق ضخیم و نسبتا ضخیم با هزینه محاسباتی کم، توزیع سهمیوار تنش برشی درون ضخامت را پیش بینی می کند.