Параметричні дослідження динамічних відгуків пористих функціонально ґрадієнтних пластин Al/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>: вплив моделів гомогенізації та розподілів матеріялів

Випуски МФіНТ » Том 47, випуск 11

Параметричні дослідження динамічних відгуків пористих функціонально ґрадієнтних пластин Al/Al₂O₃: вплив моделів гомогенізації та розподілів матеріялів

М. Хаджі$^{1}$, Б. Ребаї$^{2}$, М. Рабехі$^{3}$, М. Мераджа$^{4,5}$, Т. Мессас$^{2}$

$^{1}$Кафедра кліматичної інженерії, факультет наук і технологій, Університет братів Ментурі Костянтина 1, Костянтин, Алжир
$^{2}$Кафедра цивільного будівництва, факультет наук і технологій, Університет Аббеса Лагрура, Хенчела, Алжир
$^{3}$Університет Абдельхафіда Буссуфа, Міла, Алжир
$^{4}$Кафедра цивільного будівництва, технологічний факультет, Університет Сіді-Бель-Аббес, Алжир
$^{5}$Лабораторія багатомасштабного моделювання та симуляції, Сіді-Бель-Аббес, Алжир

Отримано: 01.08.2024; остаточний варіант - 27.08.2024. Завантажити: PDF

В роботі проведено числову аналізу динамічних параметрів відгуків функціонально ґрадієнтних пористих пластин Al/Al₂O₃. Досліджено вплив ключових параметрів, зокрема відношення товщини до довжини прольоту та коефіцієнта пористости, на безрозмірні основні частоти. Різні моделі мікромеханічної гомогенізації (за Фохтом, Морі–Танаки, LRVE, Тамурою, Райссом) застосовано до різних профілів розподілу об’ємної частки матеріялу (степеневого, чотиропараметричного Віоли–Торнабене, тригонометричного). Розглянуто чотири моделі зміни пористости: парний, непарний, логаритмічно-непарний і масово-щільний. Для розв’язання керівних рівнянь використовується метод розв’язання за Нав’є. Результати показують, що модель Віоли–Торнабене дає найвищі частоти; за нею йдуть степеневі та тригонометричні моделі. Масово-щільна пористість дає максимальні частоти, тоді як парна пористість дає мінімальні значення. Збільшення коефіцієнта пористости зазвичай збільшує частоти, за винятком випадку парної пористости. Збільшення відношення товщини до довжини прольоту понижує частоти у всіх моделях. Одержані результати дають уявлення про оптимізацію конструкцій функціонально ґрадієнтних пористих пластин.

Ключові слова: функціонально ґрадієнтні матеріяли, пружність, моделі гомогенізації, динамічний відгук, пористість, основні частоти.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i11/1239.html

PACS: 46.40.-f, 46.50.+a, 61.43.Gt, 62.20.mj, 62.20.mm, 62.30.+d, 81.05.Rm

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

M. Naebe and K. Shirvanimoghaddam, Appl. Mater. Today, 5: 223 (2016).
J. Zhu, Z. Lai, Z. Yin, J. Jeon, and S. Lee, Mater. Chem. Phys., 68: 130 (2001).
N. Wattanasakulpong, B. G. Prusty, D. W. Kelly, and M. Hoffman, Mater. Design, 36: 182 (2012).
F. Y. Addou, M. Meradjah, A. A. Bousahla, A. Benachour, F. Bourada, A. Tounsi, and S. R. Mahmoud, Computers and Concrete, 24, Iss. 4: 347 (2019).
F. Z. Zaoui, D. Ouinas, B. Achour, M. Touahmia, M. Boukendakdji, E. R. Latifee, and J. A. Viña Olay, Mathematics, 10: 4764 (2022).
B. Damani, A. Fekrar, M. M. Selim, K. H. Benrahou, A. Benachour, A. Tounsi, and M. Hussain, Struct. Eng. Mech., 78: 439 (2021).
S. Merdaci, H. M. Adda, B. Hakima, R. Dimitri, and F. Tornabene, J. Compos. Sci., 5: 305 (2021).
A. Mahmoudi, R. Bachir-Bouiadjra, S. Benyoucef, and A. Tounsi, Nature Technol., 17: (2017).
A. Berkia, B. Rebai, B. Litouche, S. Abbas, and K. Mansouri, AIMS Mater. Sci., 10, Iss. 5: 891 (2023).
R. Billel, AIMS Mater. Sci., 10, Iss. 1: 26 (2023).
H. Benaddi, B. Rebai, K. Mansouri, N. M. Seyam, and A. M. Zenkour, J. Comput. Appl. Mech., 55, Iss. 3: 369 (2024).
Z. Yin, H. Gao, and G. Lin, Eng. Analysis Boundary Elements, 133: 185 (2021).
Y. S. Al Rjoub and J. A. Alshatnawi, Structures, 28: 2392 (2020).
X. Hu and T. Fu, J. Mech. Sci. Technol., 37: 5725 (2023).
M. Kaddari, A. Kaci, A. A. Bousahla, A. Tounsi, F. Bourada, E. A. Bedia, and M. A. Al-Osta, Computers and Concrete, 25, Iss. 1: 37 (2020).
N. Sharma, P. Tiwari, D. K. Maiti, and D. Maity, Composites Part C, 6: 100208 (2021).
S. K. Sah and A. Ghosh, Composite Structures, 279: 114795 (2022).
V. Kumar, S. J. Singh, V. H. Saran, and S. P. Harsha, Eur. J. Mech. A/Solids, 85: 104124 (2021).
V. Kumar, S. J. Singh, V. H. Saran, and S. P. Harsha, Int. J. Struct. Stab. Dyn., 23: 2350024 (2023).
D. Shahsavari, M. Shahsavari, L. Li, and B. Karami, Aerosp. Sci. Technol., 72: 134 (2018).
M. Arefi, M. Kiani, and A. M. Zenkour, J. Sandwich Struct. Mater., 22: 55 (2020).
W. Y. Jung, W. T. Park, and S. C. Han, Int. J. Mech. Sci., 87: 150 (2014).
L. L. Ke, J. Yang, S. Kitipornchai, and M. A. Bradford, Composite Structures, 94: 3250 (2012).
K. Magnucki and P. Stasiewicz, J. Theor. Appl. Mech., 42: 859 (2004).
N. Wattanasakulpong and V. Ungbhakorn, Aerospace Sci. Technol., 32, Iss. 1: 111 (2014).
D. Chen, J. Yang, and S. Kitipornchai, Composite Structures, 133: 54 (2015).
D. Chen, S. Kitipornchai, and J. Yang, Thin-Walled Structures, 107: 39 (2016).
M. Jabbari, A. Mojahedin, A. Khorshidvand, and M. Eslami, J. Eng. Mech., 140: 287 (2014).
A. Mojahedin, E. F. Joubaneh, and M. Jabbari, Acta Mech., 225: 3437 (2014).
T. Yu, T. Q. Bui, S. Yin, D. H. Doan, C. Wu, T. Van Do, and S. Tanaka, Composite Structures, 136: 684 (2016).
F. Mouaici, S. Benyoucef, H. A. Atmane, and A. Tounsi, Wind Struct., 22: 429 (2016).