Numerical Analysis of Natural Frequencies of Three-layer Plate under Temperature Load

封面

如何引用文章

全文:

详细

One of the options for controlling the dynamic state of thin-walled structures is the creation of prestress state within. Stress field can be induced by various actuators, smart materials or plastic deformation. Deformations arising from uneven temperature distribution, different coefficient of thermal expansion of the materials or boundary conditions also affect the natural frequencies. This can lead to undesirable phenomena such as loss of stability or spectrum moving into the region of frequencies subject to resonance. In this paper, the influence of temperature loading on the natural frequencies of a three-layer plate is investigated by the finite element method. The obtained solution of the spectral problem is compared with the results of other authors. Plates with different configurations and boundary conditions are considered. The relative change of the plate first three natural frequencies on temperature load are received. It is shown that the resulting prestressed state has poor effect on natural frequencies free-edges plate. The results of numerical calculations for a plate clamped on both sides demonstrate that with increasing stiffness, the critical temperatures also increase.

作者简介

A. Kamenskikh

Institute of Continuous Media Mechanics Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: kamenskikh.a@icmm.ru
Junior Researcher 1, Academican Korolev St., Perm, Russia, 614018

参考

  1. Pradeep, V., Ganesan, N. and Bhaskar, K. (2007), "Vibration and thermal buckling of composite sandwich beams with viscoelastic core", Compos. Struct., vol. 81, no. 1, pp. 60–69.
  2. Prokudin, O.A. et al. (2020), "Dynamic characteristics of three-layer beams with load-bearing layers made of alumino-glass plastic", PNRPU Mech. Bull., vol. 2020, no. 4, pp. 260–270.
  3. Meyers, C.A. and Hyer, M.W. (1991), "Thermal buckling and postbuckling of symmet-rically laminated composite plates", J. Therm. Stress., vol. 14, no. 4, pp. 519–540.
  4. Prabhu, M.R. and Dhanaraj, R. (1994), "Thermal buckling of laminated composite plates", Comput. Struct., vol. 53, no. 5, pp. 1193–1204.
  5. Chen, L.W. and Chen, L.Y. (1987), "Thermal buckling of laminated composite plates", J. Therm. Stress., vol. 10, no. 4, pp. 345–356.
  6. Azzara, R., Carrera, E. and Pagani, A. (2022), "Nonlinear and linearized vibration anal-ysis of plates and shells subjected to compressive loading", Int. J. Non. Linear. Mech., vol. 141, pp. 103936.
  7. Álvarez, J.G. and Bisagni, C. (2021), "A study on thermal buckling and mode jumping of metallic and composite plates", Aerospace, vol. 8, no. 2, pp. 1–17.
  8. Tong, B. et al. (2024), "Free vibration analysis of fiber-reinforced composite multilayer cylindrical shells under hydrostatic pressure", J. Sound Vib., vol. 587, pp. 118511.
  9. Kuo, S.Y. (2016), "Flutter of thermally buckled angle-ply laminates with variable fiber spacing", Compos. Part B Eng., vol. 95, pp. 240–251.
  10. Bochkarev, S.A., Lekomtsev, S.V. and Matveenko V.P. (2015), "Natural vibrations and stability of functionally graded cylindrical shells under mechanical and thermal loads", Mekhanika kompozicionny`kh materialov i konstrukcij, vol. 21, no. 2, pp. 206–220. (In Russian)
  11. Bochkarev, S.A. and Lekomtsev, S.V. (2015), "Natural vibrations of heated functionally graded cylindrical shells with fluid", PNRPU Mech. Bull., vol. 2015, no. 4, pp. 19–35.
  12. Bochkarev, S.A., Lekomtsev, S.V. and Matveenko, V.P. (2016), "Hydrothermoelastic Stability of Functionally Graded Circular Cylindrical Shells Containing a Fluid", Mech. Compos. Mater., vol. 52, no. 4, pp. 507–520.
  13. Azzara, R. et al. (2023), "Vibration analysis of thermally loaded isotropic and composite beam and plate structures", J. Therm. Stress., vol. 46, no. 5, pp. 369–386.
  14. Champneys, A.R. et al. (2019), "Happy Catastrophe: Recent Progress in Analysis and Exploitation of Elastic Instability", Front. Appl. Math. Stat., vol. 5, pp. 1–30.
  15. Reis, P.M. (2015), "A Perspective on the Revival of Structural (In) Stability With Novel Opportunities for Function: From Buckliphobia to Buckliphilia", J. Appl. Mech. Trans. ASME, vol. 82, no. 11, pp. 1–4.
  16. Zienkiewicz, O.C. and Cheung, Y.K. (1967), "The Finite Element Method in Structural and Soild Mechanics".

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».