Skip to main content
SUPERVISOR
Ebrahim Shirani,Saeed ZeiaeiRad,Seyed Ailreza Shahidi rizi
ابراهیم شیرانی چهارسوقی (استاد مشاور) سعید ضیائی راد (استاد مشاور) سید علیرضا شهیدی ریزی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Azadeh Hoseini nogourani
آزاده حسینی نوگورانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

The Buckling and Free Vibration Analysis of Nano and Macro Rectangular Plate Resting on an Elastic Medium in Contact with Fluid
Plates have wide applications in areas such as; modern construction engineering, aerospace and aeronautical industries, aircraft construction, shipbuilding and the components of nuclear power plants. It is therefore very important that the static and dynamic behavior of plates when subjected to different loading conditions be clearly understood so that they may be safely used in these industrial applications. The present study is concerned with the free vibration and buckling analysis of a horizontal rectangular plate on elastic foundations, either immersed in fluid or floating on its free surface. The governing equations for a thin rectangular plate are analytically derived based on the justify; LINE-HEIGHT: normal; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; mso-layout-grid-align: none" Also, in recent years Nanomaterials are among the most important topics discussed in the scientific community due to their unique mechanical, chemical, thermal, and electrical properties since the invention of carbon nanotubes (CNTs). Therefore, the exact knowledge of the physical and mechanical properties and their effect on production efficiency and ability to applications is necessary. Thus, the buckling and vibration analysis of single-layered graphene sheet and doubled-layered nanoplate is studied based on Eringen’s nonlocal elasticity theory under thermal loading coupled with fluid by using CLPT and HSDT theory. The van der Waals (vdW) forces between two layers are taken into account based on the Lennard–Jones model. Results indicate that the small scale parameter, elastic medium and temperature change have significant effects on the dimensionless natural frequency and critical fluid velocity. Natural frequencies of the plate are presented in graphical forms for different temperature change, aspect ratio, fluid level, stiffness parameter and fluid velocity for different boundary conditions. It is demonstrated that some properties of vibrations of double-layered nanoplates are dependent on the change of temperature. Keywords: Rectangular plates, Buckling analysis, Vibrational frequencies, Solid - Fluid Interaction, Graphene nanosheets.
صفحات مستطیلی جایگاه ویژه ای در علوم مهندسی مکانیک، فضانوردی، هسته ای و مسائل مهندسی دریایی دارا می‌باشند. بنابراین بررسی رفتار استاتیکی و دینامیکی صفحات در شرایط مختلف بارگذاری حائز اهمیت است. صفحات بر روی بستر الاستیک به عنوان یک موضوع کلاسیک در علم مهندسی مکانیک و مهندسی هوانوردی مطرح شده و پایداری این صفحات تحت بار داخل صفحه در سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیک نیز یکی از موضوعات قابل توجه می‌باشد. در این پروژه هدف آن است که کمانش و ارتعاشات صفحات مستطیلی براساس تئوری کلاسیک و تئوری مرتبه سوم برشی در محیط الاستیک در تماس با جریان سیال به کمک روش حداقل انرژی پتانسیل و اصل هامیلتون مورد تحلیل قرار گیرد، در واقع تفاوت این کار با کارهای قبلی جریان حاکم بر روی صفحه و اثر آن بر روی بار کمانش و فرکانس ارتعاشی صفحه است. تاثیر محیط الاستیک با استفاده از مدل‌های وینکلر و پاسترناک بیان خواهد شد. این نوع صفحات در شالوده تانک‌ها، انباره‌های ذخیره سازی و استخرهای شنا در نظر گرفته می‌شوند. فرکانس‌های طبیعی صفحات کوپل شده با سیال به طور قابل توجهی در مقایسه با صفحاتی که در تماس با هوا هستند کاهش می‌یابند. کاهش در فرکانس طبیعی این سیستم‌ها به سبب افزایش انرژی جنبشی سیستم می‌باشد. بنابراین بررسی رفتار دینامیکی و استاتیکی سیستم‌های جامد-سیال با در نظر داشتن اندرکنش بین جامد وسیال حائز اهمیت است. لذا تاثیر حرکت سیال بر روی فرکانس ارتعاشی صفحه، پایداری و سرعت بحرانی سیال که منجر به صفر شدن فرکانس طبیعی می‌شود و همچنین اثرات سرعت سیال، ابعاد و ضخامت صفحه، میزان اثر سختی وینکلر و پاستراناک بر روی فرکانس طبیعی و پایداری صفحه، تحت فشار یکنواخت و غیریکنواخت خطی به کمک روش عددی گالرکین و ریلی ریتز مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به‌دست آمده مشاهده شده که افزایش سرعت سیال و پارامتر سختی به ترتیب کاهش و افزایش فرکانس طبیعی را در بردارد و با افزایش نیروی داخل صفحه فرکانس ارتعاشی ورق کاهش داشته‌است. همچنین با توجه به آن‌که ساختارهای نانو‌مقیاس به‌طور شگفت‌آوری خصوصیات مکانیکی، الکتریکی، دمایی و شیمیایی بارزی در ارتباط با ساختمان مواد از خود نشان داده‌اند. دانستن خصوصیات فیزیکی و مکانیکی دقیق و اثر آن‌ها روی کارآیی و قابلیتشان در تولیدات کاربردی، ضروری و لازم می‌باشد. لذا در ادامه مطالعه آنالیز ارتعاشات و کمانش نانو‌صفحات در تماس با جریان سیال نیز به کمک تئوری غیر‌محلی ارینگن بر اساس هر دو تئوری کلاسیک و تئوری مرتبه سوم برشی و مطالعه اثر پارامتر غیر‌محلی به همراه نسبت ابعاد، پارامترهای سختی و سرعت سیال بررسی شده‌است. نتایج نشان دادند که، اثر پارامتر غیر‌محلی باعث کاهش کمانش بحرانی، فرکانس طبیعی نانو‌صفحات و سرعت بحرانی سیال می‌گردد. در انتها نیز اثر حرارت بر روی ارتعاشات نانو‌صفحات دو لایه گرافین در تماس با سیال نیز در نظر گرفته شده‌است. نیروی واندروالس بین دو لایه گرافین بر اساس مدل لئونارد جونز در نظر گرفته‌ شده‌‌است. مطالعات پارامتری با رسم نمودارهای فرکانس طبیعی نسبت به تغییرات سرعت سیال، ابعاد ورق، ارتفاع سطح سیال و پارامترهای سختی در حضور تغییر دما به همراه شرایط مرزی مختلف صفحه ارائه شده‌‌است. کلمات کلیدی :1- صفحات مستطیلی 2- آنالیزکمانش 3- فرکانس ارتعاشی 4- اندرکنش جامد-سیال 5- نانوصفحات گرافین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی