view in publisher's site

Free vibration analysis of smart laminated carbon nanotube-reinforced composite cylindrical shells with various boundary conditions in hygrothermal environments

Highlights•Vibration characteristics are modeled in smart laminated CNT-reinforced shells.•Frequencies for various boundary conditions are computed by a non-iterative method.•Effects of hygrothermal conditions on natural frequencies are studied.•Effects of CNTs, piezoelectricity, and shell geometry on vibrational behavior are examined.AbstractFree vibration analysis is carried out for piezoelectric coupled carbon nanotube (CNT)-reinforced composite shells with the influences of various boundary conditions and hygrothermal environmental conditions for the first time. A simple and effective non-iterative mathematical method is used to calculate the natural frequencies. The equilibrium equations of motion are obtained based on the first-order shear deformation shell theory with the coupling effects of piezoelectricity, temperature, and moisture, respectively based on the Maxwell equation, the Fourier heat conduction equation, and the Fickian moisture diffusion equation. The Mori-Tanaka micromechanics model is used to estimate the resulting material properties for a composite shell reinforced with CNTs. Presented methodology and attained results are validated with the existing resultsin the literature. The effects of the boundary conditions, lamination stacking sequence, volume fraction and orientation of CNTs, piezoelectricity, and geometry of the shell on the natural frequencies of the shell are investigated. A moderate effect of temperature/moisture variation on the natural frequencies is also observed. It is found that the influence of structural boundary conditions is more significant at higher CNT volume fractions and for thicker and shorter shells, and the piezoelectricity effect is more obvious at higher circumferential mode. The model and results presented in this study can be utilized to determine vibration characteristics of smart CNT-reinforced composites subjected to hygrothermal loading as well as mechanical loading.

آنالیز ارتعاش آزاد پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی تقویت‌شده با نانولوله کربنی تقویت‌شده با شرایط مرزی مختلف در محیط‌های hygrothermal

نکات برجسته * ویژگی‌های لرزش با استفاده از پوسته‌های تقویت‌شده با CNT هوشمند مدل‌سازی می‌شوند. فرکانس‌ها برای شرایط مرزی مختلف توسط یک روش غیر تکراری محاسبه می‌شوند. اثرات شرایط hygrothermal بر روی فرکانس‌های طبیعی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. اثرات CNT ها، piezoelectricity و هندسه پوسته بر روی رفتار ارتعاشی عبارتند از: آنالیز ارتعاش ractFree برای نانولوله کربنی تقویت‌شده - نانولوله با تاثیرات شرایط مرزی مختلف و شرایط محیطی hygrothermal برای اولین بار انجام می‌شود. یک روش ریاضی ساده و موثر برای محاسبه فرکانس‌های طبیعی استفاده می‌شود. معادلات تعادل حرکت براساس تئوری پوسته شکل برشی مرتبه اول با اثرات جفت شدگی piezoelectricity، دما و رطوبت به ترتیب براساس معادله ماکسول، معادله رسانش گرمایی فوریه و معادله انتشار رطوبت fickian بدست می‌آیند. مدل Mori - تاناکا برای تخمین خواص مواد حاصله برای یک پوسته کامپوزیتی تقویت‌شده با CNT ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش‌شناسی ارائه شده و نتایج به‌دست‌آمده با resultsin موجود در ادبیات تایید می‌شوند. اثرات شرایط مرزی، sequence انباشته شدن لایه، حجم حجم و جهت گیری CNT ها، piezoelectricity و هندسه پوسته بر روی فرکانس‌های طبیعی پوسته بررسی شده‌است. اثر متوسط تغییر دما / رطوبت در فرکانس‌های طبیعی نیز مشاهده می‌شود. مشاهده شده‌است که تاثیر شرایط مرزی ساختاری بیشتر در ابعاد حجم CNT بالاتر و برای پوسته‌های ضخیم‌تر و کوتاه‌تر قابل‌توجه است و اثر piezoelectricity در حالت پیرامونی بیشتر مشهود است. مدل و نتایج ارایه‌شده در این مطالعه را می توان برای تعیین خصوصیات ارتعاشی کامپوزیتهای تقویت‌شده با CNT هوشمند در معرض بارگذاری hygrothermal و نیز بارگیری مکانیکی مورد استفاده قرار داد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Building and Construction
  • ترجمه مقاله Building and Construction
  • مقاله ساختمان‌سازی و ساخت و ساز
  • ترجمه مقاله ساختمان‌سازی و ساخت و ساز
  • مقاله Civil and Structural Engineering
  • ترجمه مقاله Civil and Structural Engineering
  • مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • ترجمه مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.