Аналіз вільних коливань композитної циліндричної оболонки, армованої наночастинками кремнію: аналітичний та МСЕ підхід

Abstract

Попередні дослідження показали вплив наноматеріалів на механічні властивості композитних матеріалів з ефектами різних фракцій по об’єму; крім того, дослідження продемонстрували вплив наноматеріалів на такі механічні характеристики композитної пластинчастої структури, як коливання та термічна поведінка. Таким чином, механічні властивості та поведінка модифікуються на високі значення за рахунок зміцнення з низькою кількістю для наноматеріалів, яка не перевищує приблизно (3%). Завдання дослідження є встановлення модифікації вібраційних характеристик конструкції з ефектом наноматеріалів і вивчення впливу інших типів армованих наночастинок на характеристики. Наночастинки кремнію обрані для дослідження їх впливу на вібраційну поведінку оболонкової структури. Таким чином, робота включала використання експериментальної методики випробування конструкції оболонки за допомогою вібромашини для вивчення вібраційної поведінки. Після виготовлення оболонки з композитного матеріалу із різними об’ємними частками наночастинок кремнію оцінювали механічні властивості. Використовуючи чисельну техніку, зокрема, метод скінченних елементів за допомогою середовища Ansys, виконано оцінку вібраційної поведінки конструкції оболонки та здійснено порівняння результатів. Порівняння дало прийнятну відсоткову похибку, що не перевищує 10,93%. Оцінені результати показали, що модифікація кремнієвими наноматеріалами дала дуже хороші результати, оскільки наноматеріали покращили приблизно 65% механічних властивостей оболонки та вібраційні характеристики.