تحلیل ارتعاشات آزاد و بهینه سازی چیدمان لایه های ورق های چهار ضلعی مرکب تقویت شده به وسیله ی نانو لوله های کربنی

بر اساس منابع علمی در دسترس، تحقیقات انجام گرفته در مورد ارتعاش آزاد ورق های مرکب تقویت شده با نانو لوله های کربنی، محدود به ورق های تک لایه و با هندسه ی منتظم است. در این پایان نامه ابتدا ارتعاش آزاد ورق های چهارضلعی مرکب لایه ای با لایه های تقویت شده به وسیله ی نانو لوله های کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حاکم بر اساس تئوری برشی مرتبه ی اول و با به کارگیری اصل هامیلتون بدست آورده شده اند. چهار نوع توزیع خطی نانو لوله ها در راستای ضخامت لایه ها در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته اند که شامل توزیع یکنواخت نانو لوله ها به همراه سه گونه ی توزیع هدفمند مدرج آن ها است. برای به دست آوردن خواص معادل هر لایه از روش کارآمد قانون مخلوط ها استفاده شده است که با استفاده از آن، هر کدام از لایه های این ورق مرکب به صورت یک ماده ی اورتوتروپیک مدل شده است. و برای به دست آوردن خواص معادل ورق لایه ای نیز از تئوری ورق تک لایه ای معادل استفاده می نماییم. از روش دیفرانسیل کوادریچر به عنوان یک روش دقیق و به لحاظ محاسباتی کارآمد، جهت تجزیه ی معادلات حاکم و شرط مرزی در فضای منتظم محاسباتی استفاده شده است. صحت فرمولاسیون و روش حل ارائه شده، با مقایسه ی نتایج به دست آمده و نتایج موجود در منابع علمی در دسترس نشان داده شده است. سپس مطالعه ی پارامتری برای بررسی اثرات پارامترهای مادی مانند درصد حجمی نانو لوله های کربنی، پارامترهای هندسی مانند نسبت طول به ضخامت، نسبت ابعادی و انواع مختلف توزیع نانو لوله های کربنی در راستای ضخامت لایه ها و نیز شرایط مرزی گوناگون بر روی فرکانس طبیعی انجام پذیرفته است . در قسمت دوم از این پایان نامه، به بهینه سازی چیدمان لایه ها ی ورق مرکب لایه ای برای دست یابی به بیشینه ی فرکانس طبیعی پرداخته شده است. برای انجام این فرآیند بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک به عنوان یک روش جست و جو محور کارآمد استفاده شده است. تاثیر پارامترهای مادی و هندسی ورق روی بیشینه ی فرکانس طبیعی ورق های مرکب لایه ای با لایه های تقویت شده به وسیله ی نانو لوله های کربنی تحت شرایط مرزی گوناگون مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج ارائه شده در این پایان نامه علاوه بر اینکه مشخصات دینامیکی ورق های لایه ای با لایه های تقویت شده بوسیله نانو لوله ها را برای مهندسین روشن می نماید، می تواند به عنوان یک منبع علمی جهت مقایسه توسط دیگر محققان مورد استفاده قرار بگیرد