Effect of composite ingredients on vibration frequencies of plates made of functionally graded material

The subject of this paper are thin plates with characteristic material structure: periodic in selected direction and smoothly varying along another. The aim of the contribution is to formulate and apply averaged model describing the free vibrations of these plates. Modelling procedure is based on the tolerance averaging technique (TAT). We analyze the plate in the rectangular as well as in the cylindrical coordinate systems, respectively. We are to obtain numerical solutions of this problem, using finite difference method, and to analyze the interrelation between the ingredients distribution and the first frequency of free vibrations of these plates. The presented general results are illustrated by the analysis of natural frequencies for two cases of plates: a plate band and an annular plate.

Przedmiotem niniejszej pracy są płyty cienkie posiadające charakterystyczną geometrię: periodyczną w jednym kierunku i zmieniającą się w sposób płynny w drugim. Celem rozważań jest zbudowanie modelu uśrednionego opisującego dynamiczne zachowanie tego typu płyty. Procedura modelowania jest oparta na technice tolerancyjnego uśredniania zaprezentowanej w pracy Woźniaka i Wierzbickiego [10]. Wyprowadzone równania modelu płyty są zapisane w układzie biegunowym dla płyty pierścieniowej oraz w układzie kartezjańskim dla przypadku pasma płytowego. Następnie zostało zaprezentowane rozwiązanie numeryczne za pomocą metody różnic skończonych oraz przeanalizowano wpływ udziału składników kompozytu na pierwszą częstość drgań własnych płyty.