تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته استوانه‏ای کامپوزیتی دارای گشودگی با استفاده از روش مربعات تفاضلی تعمیم یافته

در این پژوهش ارتعاشات آزاد پوسته های کامپوزیتی کامل و دارای گشودگی مستطیلی بر پایه تیوری برشی مرتبه اول مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات در حالت کلی به گونه ای نوشته شده که قابل تبدیل به هر یک از تیوری های دانل، لاو و یا ساندرز هستند. برای مطالعه پوسته دارای گشودگی فضای حل مسئله به گونه ای المان بندی شده که شرایط مرزی و بارگذاری در لبه های هر المان یکنواخت باشد. برای هر المان، معادلات حاکم، شرایط مرزی لبه ها و شرایط سازگاری در مرز مشترک المان های مجاور به کمک روش مربعات تفاضلی تعمیم یافته در راستای طولی و محیطی گسسته شده و با مونتاژ آنها یک دستگاه معادلات جبری تشکیل شده است. در نهایت، با استفاده از حل مقدار ویژه فرکانس طبیعی سازه محاسبه شده است. برای اعتبارسنجی این روش، نتایج حاصل از آن با نتایج موجود در مقالات و نیز نتایج نرم افزار المان محدود آباکوس مقایسه شده است. پس از اطمینان از کارایی روش حاضر، از آن برای مطالعه اثر پارامترهای مختلف بر رفتار ارتعاشی پوسته های با و بدون گشودگی استفاده شده است. این بررسی ها نشان می دهد که مستقل از جنس و لایه چینی پوسته، گشودگی های نسبتا کوچک (c/L<0.3) تاثیر چندانی بر فرکانس طبیعی پوسته ندارند. ضمن اینکه کاهش نسبت طول به شعاع و یا افزایش ضخامت پوسته نیز در کاهش اثرات گشودگی موثر است. علاوه بر این، اثر گشودگی های محیطی به مراتب کمتر از گشودگی های طولی است.