کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6754194 1430820 2018 19 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Effect of thermal stresses on frequency band structures of elastic metamaterial plates
ترجمه فارسی عنوان
اثر تنش های حرارتی بر ساختار باند فرکانس صفحات فلزی الاستیسیته
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
ما اثر تنش های حرارتی بر ساختار باند صفحات الاستیسیتی مواد معدنی را با ایجاد یک روش مبتنی بر پایه ی عنصر مفید بررسی می کنیم. فرض بر این است که میدان حرارتی در کل صفحات یکنواخت است. به طور خاص، ما دریافتیم که ماتریس سختی عناصر پلاستیکی از قطعات کششی و حرارتی تشکیل شده است که می تواند به عنوان یک تابع خطی از تفاوت دما در نظر گرفته شود. علاوه بر این ما نشان می دهیم که مقادیر نسبی بین خواص الاستیک و تنش های گرما به اثرات غیرخطی بر ساختارهای باند فرکانس بر اساس دو نوع مختلف صفحات متامیک ساخته شده از اتصالات تک و دو برابر می شود. سپس، با مقایسه سازه های باند با منحنی های پاسخ فرکانسی حاصل از ساختارهای دوره ای محدود، روش پیشنهادی را معتبر می کنیم. ما تجزیه و تحلیل حساسیت را انجام می دهیم و عمیقا حساسیت ساختارهای باند را با توجه به تفاوت دما در مورد تاثیر تنش های گرما در هر باند بررسی می کنیم. علاوه بر این، اثرات جانبی تنش های حرارتی و خواص مواد وابسته به دما بر ساختار باند صفحه آلومینیوم / سیلیکون نیز مورد بحث قرار گرفته است. روش پیشنهادی و یافته های جدید در این مقاله قابلیت توانایی صفحات متمادی موجود را با استفاده از قابلیت تشخیص در طیف گسترده ای از فرکانس ها در محیط های حرارتی گسترش می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
چکیده انگلیسی
We investigate the effect of thermal stresses on the band structure of elastic metamaterial plates by developing a useful finite-element based method. The thermal field is assumed to be uniform throughout the whole plate. Specifically, we find that the stiffness matrix of plate element is comprised of elastic and thermal stresses parts, which can be regarded as a linear function of temperature difference. We additionally demonstrate that the relative magnitudes between elastic properties and thermal stresses will lead to nonlinear effects on frequency band structures based on two different types of metamaterial plates made of single and double inclusions of square plates, respectively. Then, we validate the proposed approach by comparing the band structures with the frequency response curves obtained in finite periodic structures. We conduct sensitivity analysis and discuss in-depth the sensitivities of band structures with respect to temperature difference to quantitatively investigate the effect of thermal stresses on each band. In addition, the coupled effects of thermal stresses and temperature-dependent material properties on the band structure of Aluminum/silicone rubber plate have also been discussed. The proposed method and new findings in this paper extends the ability of existing metamaterial plates by enabling tunability over a wide range of frequencies in thermal environments.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Sound and Vibration - Volume 413, 20 January 2018, Pages 101-119
نویسندگان
, , , , , ,