Abstrakt

Einfluss verschiedener Einschränkungen auf das Schwingungsverhalten funktional abgestufter kreisförmiger Platten unter thermischen Bedingungen

 Saini Rahul 

 Verbundwerkstoffe können von Ingenieuren durch Mischen von zwei oder mehr Materialien erfolgreich angepasst werden, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften in eine oder mehrere Richtungen zu erhalten, da sie in unterschiedlichen technologischen Situationen weit verbreitet sind. Eine Unterklasse solcher Materialien, die als funktional abgestufte Werkstoffe (FGMs) bekannt ist, wurde erst 1984 erfunden. Gewöhnlich bestehen FGMs aus einer Mischung von Keramik und Metallen. Die Keramikphase bietet eine thermische Barrierewirkung und schützt das Metall vor Korrosion und Oxidation, während der metallische Bestandteil die Struktur verstärkt und Materialversagen verhindert. Es wurde eine Studie zu freien achsensymmetrischen Schwingungen von funktional abgestuften dünnen/dicken kreisförmigen Platten vorgestellt, die einer nichtlinearen Temperaturverteilung ausgesetzt sind. Die Ober- und Unterseite der Platte unterliegen einer gleichmäßigen thermischen Umgebung. Die mechanischen Eigenschaften des Plattenmaterials werden als temperaturabhängig angenommen. Die Gleichungen für das thermoelastische Gleichgewicht sowie die achsensymmetrische Bewegung wurden mithilfe des Hamilton-Prinzips hergeleitet. Unter Verwendung von Näherungsmethoden wurden die numerischen Werte der thermischen Verschiebungen aus der thermoelastischen Gleichgewichtsgleichung und die Frequenzen aus der Bewegungsgleichung für die drei niedrigsten Schwingungsarten für eingespannte und einfach gelagerte Platten berechnet. Die Auswirkungen der Temperaturunterschiede an den Oberflächen sowie anderer Einschränkungen auf die Frequenzen wurden untersucht. Um die Gültigkeit der vorliegenden Überlegungen und der Technik zu überprüfen, wurden die Frequenzparameter für einige Spezialfälle mit veröffentlichten Ergebnissen verglichen, die mit anderen Näherungsmethoden erzielt wurden.