Dynamic response control of three-layered annular plate due to various parameters of electrorheological core

• Autorzy: Pawlus D.

Identyfikatory

DOI

10.1515/meceng-2016-0004

Warianty tytułu

PL

Sterowanie dynamicznej odpowiedzi trójwarstwowej płyty pierścieniowej zmiennymi parametrami elektroreologicznego rdzenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents dynamic responses of annular plate composed of three layers. The middle layer of the plate has electrorheological properties expressed by the Bingham body model. The plate is loaded in the plane of facings with time-dependent forces. The electrorheological effect is observed in the area of supercritical plate behaviour. The influence of both material properties and geometrical dimensions of the core on plate behaviour is examined. The problem is solved analytically and numerically using the orthogonalization method and the finite difference method. Comparison of the results obtained using the finite difference and the finite element methods for a plate in critical state is shown. The numerical calculations are carried out for axisymmetric and asymmetric plate modes. The presented diagrams show the plate reaction to the changes in values of plate parameters and indicate that the supercritical control of plate work is possible.

PL

W pracy przedstawiono dynamiczne odpowiedzi pierścieniowej trójwarstwowej płyty poddanej obciążeniom zmiennym w czasie. Struktura płyty złożona jest z trzech symetrycznych warstw: cienkich, stalowych okładzin i cienkiego rdzenia o właściwościach elektroreologicznych wyrażonych cechami cieczy Binghama. Płyta obciążona jest w płaszczyźnie okładzin siłami równomiernie rozłożonymi na obwodzie, liniowo szybko narastającymi w czasie. W momencie dynamicznej utraty stateczności płyty o sprężystych własnościach rdzenia pokrytyczne zachowanie płyty sterowane jest parametrami materiałowymi i geometrycznymi jej rdzenia o cechach elektroreologicznych. Zagadnienie dynamicznych ugięć płyty rozwiązano analitycznie i numerycznie wykorzystując metodę ortogonalizacyjną i metodę różnic skończonych. Ocenę wartości parametrów krytycznych płyty przeprowadzono wykorzystując także metodę elementów skończonych. Obliczeniom numerycznym poddano płyty, których utarta stateczności dynamicznej ma postać osiowosymetryczną, jak i płyty obwodowo pofalowane. Liczne wyniki obliczeń pokazują wrażliwość struktury badanej płyty na niewielkie wahania wartości parametrów materiałowych i geometrycznych rdzenia. Obserwacje potwierdzają możliwość sterowania pokrytyczną pracą płyty i jej wykorzystania jako elementu tzw. konstrukcji inteligentnej.

Słowa kluczowe

EN

three-layered annular plate; electrorheological core; dynamic response

PL

trójwarstwowa płyta pierścieniowa; elektroreologiczny rdzeń; odpowiedź dynamiczna

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. LXIII, nr 1
• Strony: 73--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawlus D.

• Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, University of Bielsko-Biała, Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• [1] Jordan T.C., Shaw M.T.: Electrorheology. Transactions on Electrical Insulation, 1989, Vol. 24, No. 5, pp. 849-878.
• [2] Yeh J.Y.: Vibration control of a sandwich annular plate with an electrorheological fluid core layer. Smart.Mater.Struc., 2007, 16, pp. 837-842.
• [3] Yeh J.Y.: Active dynamic instability control analysis of polar orthotropic sandwich annular plate with electrorheological fluid damping treatment. Journal of Engineering Technology and Education, 2012, Vol. 9, No. 3, pp. 290-299.
• [4] Yeh J.Y.: Parametric resonance of axisymmetric sandwich annular plate with ER core layer and constraining layer. Smart Structures and Systems, 2011, Vol. 8, No. 5, pp. 487-499.
• [5] Soleymani M.M., Hajabasi M.A., ElahiMahani S.: Free vibrations analysis of a sandwich rectangular plate with electrorheological fluid core. Journal of Computational and Applied Research in Mechanical Engineering, online 2015, Vol. 5, No. 1, pp. 71-81.
• [6] Aryaeepanah M.E., Hasheminejad S.H.: Vibration suppression of an elastic plate by use of an electrorheological patch and constraining layer. International Journal of Structural Changes in Solids-Mechanics and Applications, 2010, Vol. 2, No. 2, pp. 65-75.
• [7] Rahiminasab J., Rezaeepazhand J.: Aeroelastic stability of smart sandwich plates with electrorheological fluid core and orthotropic faces. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2013, Vol. 24, No. 5, pp. 669-667.
• [8] Tabassian R., Rezaeepazhand J.: Dynamic stability of smart sandwich beams with electrorheological core resting on elastic foundation. Journal of Sandwich Structures and Materials, 2013, Vol. 15, No. 1, pp. 25-44.
• [9] Tabassian R., Rezaeepazhand J.: Stability of smart sandwich beams with cross-ply faces and electrorheological core subjected to axial loads. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2012, Vol. 31, No. 1, pp. 55-64.
• [10] Osuchowski M., Płocharski J.: Elastic properties of electrorhoelogical suspensions (Właściwości sprężyste zawiesin elektroreologicznych). Glass and Ceramics (Szkło i Ceramika), 2006, 57, pp. 34-38 (in Polish).
• [11] Pawlus D.: Three-layered annular plate with electrorheological core. Stability of Structures XIV-th Symposium-Zakopane, 2015, pp. 91-92.
• [12] Volmir C.: Nonlinear dynamic of plates and shells. Moskwa: Science 1972, (in Russian).
• [13] Volmir C.: Stability of deformed system. Moskwa: Science 1967, (in Russian).
• [14] Pawlus D.: Dynamic stability of three-layered annular plates with viscoelastic core. Scientific Bulletin of the Technical University of Łódź, 1075, Łódź 2010.
• [15] Pawlus D.: Dynamic stability of three-layered annular plates with wavy forms of buckling. Acta Mechanica, 2011, 216, pp. 123-138.
• [16] Yalcintas M., Dai H.: Magnetorheological and electrorheological materials in adaptive structures and their performance comparison. Smart.Mater.Struc., 1999, 8, pp. 560-573.
• [17] Trombski M., Wojciech S.: The cylindrically orthotropic annular plate subjected to timedependent pressure acting in its plane. The Archive of Mechanical Engineering, 1981, Vol. XXVIII, No. 2, pp. 161-181 (in Polish).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.