تحلیل خطی ارتعاشات ورق های تقویت شده

نویسندگان

1 1- دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 2- دانشیار دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

پوسته‌های تقویت شده به لحاظ کاربرد صنعتی‌شان، طی دهه‌های اخیر همواره مورد توجه محققین بوده‌اند. در این بررسی، روش المان محدود جهت تحلیل خطی ارتعاشات این سازه‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌است. به همین منظور، ورق تقویت شده با استفاده از یک نوع المان متعارف و یک نوع سوپر المان آنالیز شده است. برای مدل کردن ورق، تئوری میدلین و در مورد تقویت کننده‌ها، تئوری تیر تیموشنکو بکار رفته‌اند. تقویت کننده‌ها لزوماً در راستای خطوط گرهی نیستند، اثر خروج از مرکز نیز لحاظ شده است. پس از اعتبار‌سنجی و اطمینان از صحت و دقت بالای محاسبات، تاثیر پارامترهای مختلف نظیر شرایط مرزی و همچنین تعداد، ابعاد و نحوه قرارگیری تقویت کننده ها بر فرکانس‌های طبیعی بررسی شده‌است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Linear Vibration Analysis of Stiffened Plates

نویسندگان [English]

  • Sh Jafarpour Hamedani 1
  • M Khedmati 2
چکیده [English]

During the last decades, researchers took active interest in the dynamic behaviour of stiffened shells, because of their practical applications. In this investigation, conventional and super finite elements method are used for linear vibration analysis of these structures. Mindlin plate and Timoshenko beam theory are utilized to formulate plate and stiffeners, respectively. Stiffeners are not limited to be placed on nodal lines, and eccentricity of stiffeners is considered. The accuracy of the formulation is verified, by comparing some of the authors' results of specific problems with those available in the literature. Effects of various parameters such as the boundary conditions of plate, along with orientation, type (eccentric, concentric), dimensions and number of stiffeners on free vibration characteristics are studied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vibrations
  • Stiffened Plates
  • finite element method
  • Natural frequencies
[1]         Moshrefi Torbati, M, Simonis De Cloke, C, Keane, A. J., “Vibration Optimization of a Mass Loaded Stepped Plate”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 213(5), pp. 865-887, 1998.

[2]         Sivasubramonian, B., Rao, G. V., Krishnan, A., “Free Vibration of Longitudinally Stiffened Curved Panel with Cutout”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 226(1), pp. 41-56, 1999.

[3]         Nayak, A. N., Bandyopadhyay, J. N., Bandyopadhyay, J. N., “On the Free Vibration of Stiffened Shallow Shells”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 255(2), pp. 357-382, 2002.

[4]         Voros, Gabor M., “Buckling and Free Vibration Analysis of Stiffened Panels”, Thin Walled Structures, Vol. 47, pp. 382-390, 2009.

[5]         Jafari, A. A., Bagheri, M., “Free Vibration of Non-Uniformly Ring Stiffened Cylindrical Shells Using Analytical, Experimental and Numerical Methods”, Thin Walled Structures, Vol. 44, pp. 82-90, 2006.

[6]         Rikars, R., Chate, A., Ozolinsh, O., “Analysis for Buckling and Vibration of Composite Stiffened Shells and Plates”, Composite Structures, Vol. 51, pp. 361-370, 2001.

[7]         Gupta, B. V. R., Ganesan, N., Narayanan, S., “Finite Element Free Vibration Analysis of Damped Stiffened Panels”, Computers & Structures, Vol. 24(3), pp. 485-489, 1985.

[8]         Pustry, B. Gangadhara, “Free Vibration and Buckling Response of Hat-Stiffened Composite Panels Under General Loading”, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 50, pp. 1326-1333, 2008.

[9]         Olson, M. D., Hazel, C. R., “Vibration Studies on Some Integral Rib-Stiffened Plates”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 50(1), pp.43-61, 1977.

[10]     Mustafa, B.A., Ali, R., “Prediction of Natural Frequency of Vibration of Stiffened Cylindrical Shells and Orthogonally Stiffened Curved Panels”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 113(2), pp. 317-327, 1987.

[11]     Mukherjee, A. Mukhodpadhyay, M., “Finite Element Free Vibration of Eccentrically Stiffened Plates”, Computers & Structures, Vol. 30, pp. 1303-1317, 1987.

[12]     Koko, T. S., Olson, M. D., “Vibration Analysis of Stiffened Plates by Super Elements”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 158(1), pp. 149-167, 1992.

[13]     Jiang, J, Olson, M. D., “Vibration Analysis of Orthogonal Stiffened Cylindrical Shells Using Super Finite Elements”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 173(1), pp. 73-83, 1994.

[14]     Barrette, M.,Berry, A., Beslin, O., “Vibration of Stiffened Plates Using Hierarchal Trigonometric Functions”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 235(5), 727-774, 2000.

[15]     Samanta, A., Mukhopadhyay, M., “Free Vibration Analysis of Stiffened Shells by the Finite Element Technique”, European Journal of Mechanics A/Solids, Vol. 23, pp. 159-179, 2004.

[16]      جعفرپور همدانی، شاهد، خدمتی، محمد رضا، "ارتعاشات پوسته های تقویت شده: مطالعه مروری"، دوازدهمین همایش صنایع دریایی، زیباکنار، 1389.

[17]     جعفرپور همدانی، شاهد، خدمتی، محمد رضا، "بررسی پاسخ ارتعاشی ورق­های تقویت شده با عیوب اولیه"، پایان­نامه کارشناسی­ارشد، دانشکده مهندسی کشتی سازی و صنایع دریایی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1389.

[18]     Liew, K.M., Wang, C.M., Xiang, Y., Kitipornchai, S., “Vibration of Mindlin Plates”, Elsevier Science Ltd., 1998.

[19]     Petyt, Maurice, “Introduction to Finite Element Vibration Analysis”,CambridgeUniversityPress, 1990.

[20]   Zienkiewicz, O.C., Taylor, R.L., “The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics”, Elsevier Ltd., Sixth Edition, 2005.