پروژه ارتعاش آزاد پوسته استوانه‌اي مدرج تابعي دو بعدي روي بستر الاستيک با استفاده از نرم افزار MATLAB

بهبود ساختار پوسته موشک ها، هواپيماها، راکتورها و به طور کلي سيلندرها نيازمند تحقيق موشکافانه علمي در مورد پوسته هاي استوانه اي مي باشد. از آنجا که پيشرفت فناوري نياز ما به ساختارهاي سبک وزن و در عين حال قابل اطمينان را بيش از پيش افزايش داده است، استفاده از مواد کامپوزيتي مورد توجه قرار گرفته است. تنش هاي حرارتي و ديناميکي در قطعات ماشين آلاتي که در شاتل‌هاي فضايي، راکتورهاي هسته اي، هواپيماها، کوره ها، محفظه هاي احتراق و مانند آن استفاده مي شوند در دو يا چند جهت متغير است. با در نظر گرفتن اختلاف شديد دما در نقاط مختلف اين گونه ساختارها که منجر به ايجاد تنش زيادي در بدنه خواهد شد، استفاده از مواد با قابليت مقاومت زياد در برابر دما مي باشد که از استحکام و چقرمگي قابل قبولي برخوردار باشند. سراميک ها فاقد ويژگي ثانويه هستند. مواد مدرج تابعي براي برطرف نمودن مشکل ترک برداشتن در ساختار و لايه لايه شدن که از ضعفهاي کامپوزيت‌هاي چند لايه مي‌باشد ابداع شدند. مواد مدرج تابعي مواد کامپوزيتي با ريز ساختار ناهمگن مي‌باشند که خواص مکانيکي آنها به طور ملايم و پيوسته از يک سطح به سطح ديگر تغيير مي‌کند. اين خاصيت ويژه به وسيله تغيير يکنواخت در نسبت حجمي مواد تشکيل دهنده آن‌ها بدست مي‌آيد. فازهاي ريزساختاري مواد مدرج تابعي داراي عملکرد متفاوتي نسبت به يکديگر هستند و باعث ايجاد وضعيت چند ساختاري در مواد مدرج تابعي مي‌شوند. با تغيير متناوب و تدريجي کسر حجمي مواد تشکيل دهنده مواد مدرج تابعي، اين مواد خاصيت يک ماده پيوسته را از خود نشان مي‌دهند. در اين تحقيق سعي شده تا با به کار گرفتن يک شيوه منحصر به فرد علمي ساختار سيلندرهاي ساخته شده با استفاده از مواد مدرج تابعي دوبعدي که در محيط هاي حساس و پرتنش داراي ارجحيت نسبت به ديگر مواد کامپوزيتي مي باشند مورد بررسي قرار بگيرند. در اين تحقيق با استفاده از نرم افزار متلب ( MATLAB ) رفتار پوسته استوانه‌اي مدرج تابعي دو بعدي بر اساس تئوري کلاسيک پوسته‌ها مورد بررسي قرار گرفته است و معادلات به کمک روش تعميم يافته مربع‌سازي مشتق و انتگرال (GDIQ) حل شده‌اند. براي مدل سازي ماده مدرج تابعي از مدل ميکرومکانيکي Voigt استفاده شده است. بر اساس نتايج به دست آمده از نرم افزار MATLAB مي‌توان به اين جمع‌بندي رسيد که با استفاده از ترکيبات مختلف در ساختار ماده مدرج تابعي، مي‌توان مقادير فرکانس طبيعي را به صورت دلخواه تغيير داد؛ به اين صورت که با افزايش سهم ماده با مدول الاستيک بالاتر مي‌توان مقادير فرکانس طبيعي پوسته مدرج تابعي را افزايش داد و همچنين بالعکس، با افزايش سهم ماده با مدول الاستيک پايين‌تر، مقادير فرکانس طبيعي ارتعاش آزاد پوسته را کاهش داد. علاوه بر اين، وجود يک بستر الاستيک محاط بر پوسته، باعث افزايش مقادير فرکانس طبيعي ارتعاش پوسته مي‌شود؛ به اين ترتيب که بستر pasternak اثر بيش‌تري بر مقادير فرکانسي در اعداد موج محيطي پايين‌تر گذاشته و بستر Winkler در اعداد موج محيطي بالاتر مؤثرتر واقع مي‌شود.

توضیحات بیشتر

روند کار:

به دست آوردن معادلات حرکت پوسته استوانه‌ای (سیلندر)

تعریف ماده FG برای پوسته

اعمال روش حل

بررسی نتایج حاصل برای سیلندر مورد نظر

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- آشنایی با ماده مدرج تابعی دوبعدی

2- نحوه گسسته سازی معادلات حرکت به وسیله روش GDIQ

3- نحوه پیاده سازی شبکه بندی Chebyshev-Gauss-Lobatto بر پوسته استوانه ای

4- نحوه اعمال شرط مرزی و گسسته سازی آن در روش GDIQ

نکات و الزامات:

1- این برنامه در همه نسخه های 2010 به بعد نرم افزار MATLAB قابل اجراست.

2- آشنایی اولیه با مسائل ارتعاشی

3- آشنایی با توزیع حجمی در مواد مدرج تابعی

4- آشنایی با نحوه شبیه سازی بسترهای فیزیکی

5- آشنایی با برنامه MATLAB

برای آشنایی با نرم افزار Matlab می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Matlab از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Matlab به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی, پژوهشی و علمی می پردازند.

- آشنایی و آموزش نصب نرم افزار Matlab

مشخصات کلی
تعداد صفحات	86
تعداد صفحات محصول	80-100
معرفی متغیر های ورودی نرم افزار	دارد
نمودارهای خروجی	دارد
زبان برنامه نویسی
زبان برنامه نویسی اول	MATLAB
جامدات
حوزه تخصصی 1	المان محدود
حوزه تخصصی 2	ارتعاشات

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcuLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu.