Análisis de las eigenfrecuencias de una delaminación de interfaz circular en medios elásticos basado en el método de ecuación integral de frontera
Autores: Golub, Mikhail V.; Doroshenko, Olga V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis de las eigenfrecuencias de una delaminación de interfaz circular en medios elásticos basado en el método de ecuación integral de frontera
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estructuras compuestas
Métodos numéricos
Delaminaciones de interfaz
Método de ecuaciones integrales de contorno
Eigenfrecuencias
Delaminaciones circulares
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La difusión de estructuras compuestas exige métodos numéricos eficientes para simular el comportamiento dinámico de laminados elásticos con delaminaciones de interfaz con caras interactivas. Se propone un método avanzado de ecuación integral de contorno que emplea la transformada de Hankel de las matrices de Green para modelar la dispersión de ondas y analizar las frecuencias propias de delaminaciones circulares de interfaz parcialmente cerradas entre medios disímiles. Se introduce un caso más general de delaminación circular parcialmente cerrada utilizando condiciones de frontera de resorte con distribución de rigidez de resorte no uniforme. La desconocida apertura de la grieta se expande como una serie de Fourier con respecto a la coordenada angular y en términos de polinomios asociados de Legendre del primer tipo a través de la coordenada radial. El problema se descompone en un sistema de ecuaciones integrales de contorno y se resuelve utilizando el método de Bubnov-Galerkin. El método de ecuación integral de contorno se compara con el método sin malla y los trabajos publicados para un espacio homogéneo con una grieta abierta circular. Se demuestran los resultados del análisis numérico que muestran la eficiencia y la convergencia del método. El método propuesto podría ser útil para la identificación de daños empleando la información sobre las frecuencias propias estimadas experimentalmente. Además, se puede extender para composites multicapa con contacto imperfecto entre subcapas y múltiples delaminaciones circulares.
Descripción
La difusión de estructuras compuestas exige métodos numéricos eficientes para simular el comportamiento dinámico de laminados elásticos con delaminaciones de interfaz con caras interactivas. Se propone un método avanzado de ecuación integral de contorno que emplea la transformada de Hankel de las matrices de Green para modelar la dispersión de ondas y analizar las frecuencias propias de delaminaciones circulares de interfaz parcialmente cerradas entre medios disímiles. Se introduce un caso más general de delaminación circular parcialmente cerrada utilizando condiciones de frontera de resorte con distribución de rigidez de resorte no uniforme. La desconocida apertura de la grieta se expande como una serie de Fourier con respecto a la coordenada angular y en términos de polinomios asociados de Legendre del primer tipo a través de la coordenada radial. El problema se descompone en un sistema de ecuaciones integrales de contorno y se resuelve utilizando el método de Bubnov-Galerkin. El método de ecuación integral de contorno se compara con el método sin malla y los trabajos publicados para un espacio homogéneo con una grieta abierta circular. Se demuestran los resultados del análisis numérico que muestran la eficiencia y la convergencia del método. El método propuesto podría ser útil para la identificación de daños empleando la información sobre las frecuencias propias estimadas experimentalmente. Además, se puede extender para composites multicapa con contacto imperfecto entre subcapas y múltiples delaminaciones circulares.