ارتعاشات غیرخطی لوله های حامل سیال تقویت شده با گرافن

در این مطالعه ارتعاشات غیرخطی لوله های حامل سیال از جنس مواد مرکب چند لایه تقویت شده با صفحات گرافن با تکیه گاه ساده در دو انتها و بر اساس مدل تیر اویلر-برنولی به صورت تحلیلی مورد تحقیق قرار گرفته است. لایه های تشکیل دهنده دیواره لوله به صورت ترکیبی از مواد پلیمری و صفحات گرافن در نظر گرفته شده و میزان تقویت کنندگی صفحات گرافن به صورت لایه ای در جهت ضخامت دیواره لوله تغییر می کند. چهار الگوی مختلف توزیع صفحات تقویت کننده گرافن در راستای ضخامت لوله، تغییر شکل های بزرگ و میدان کرنش غیرخطی ون-کارمن در نظر گرفته شده است. معادلات غیرخطی حاکم به کمک اصل هامیلتون استخراج، با روش گالرکین به معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و با روش تحلیلی آنالیز هوموتوپی حل می گردد. تغییرات اولین فرکانس طبیعی غیرخطی سیستم بر حسب تغییرات دامنه اولیه، سرعت سیال عبوری، چگالی سیال عبوری و طول لوله و همچنین پاسخ زمانی ارتعاشات غیرخطی سیستم برای الگوهای مختلف توزیع صفحات گرافن شامل V، X، O و U ارایه و مورد تحلیل قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد اولین فرکانس طبیعی غیرخطی سیستم برای تمامی الگوهای توزیع صفحات گرافن با افزایش سرعت سیال، چگالی سیال و همچنین طول لوله، کاهش یافته اما با افزایش دامنه اولیه سیستم افزایش می یابد و همچنین الگوی توزیع V طی تغییر پارامترهای مورد بررسی بیشترین فرکانس غیرخطی را نسبت به سه الگوی توزیع دیگر دارا می باشد.