Free linear vibrations of a viscoelastic spherical shell with filler

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Purpose. Thin multilayered shells are widely used in aviation, shipbuilding, and mechanical engineering. Recently, interest in the dynamic analysis of shell structures under various load effects has increased. This study examines the effect of moving normal internal pressure on a viscoelastic cylindrical shell. Methods. The viscoelastic medium filling the spherical shell has a significantly lower instantaneous modulus of elasticity than the shell itself. The solution is presented for the free vibrations of the viscoelastic system "shell–filler."An analytical frequency equation in the form of a transcendental equation is derived and solved numerically using the M¨uller method. Results. It has been found that, at certain values of viscoelastic and density parameters, low-frequency natural vibrations occur. These vibrations represent an aperiodic motion since the imaginary part of the natural frequency is large. For viscoelastic mechanical systems, the dependence of damping coefficients on physical and mechanical parameters has been identified. Conclusion. A theory and methods for calculating the complex natural frequencies of vibrations of an elastic spherical inhomogeneity in an elastic medium have been developed. A classification of such vibrations into radial, torsional, and spheroidal modes has been carried out. The problem is reduced to finding those frequencies at which the system of motion equations has nonzero solutions in the class of infinitely differentiable functions.  

About the authors

Mirziyod Mirsaidovich Mirsaidov

Tashkent state technical University Named after Islam Karimov

ORCID iD: 0000-0002-8907-7869
Uzbekistan, Tashkent, st. Navoi, 32

Ismoil Ibrohimovich Safarov

Tashkent state technical University Named after Islam Karimov

Uzbekistan, Tashkent, st. Navoi, 32

Muhsin Khudoyberdiyevich Teshaev

Institute of Mathematics. V.I.Romanovsky

Uzbekistan, Bukhara, st. M.Ikbol, 11

Nurali Rajabaliyevich Eliboyev

Tashkent chemical - technological Institute

ORCID iD: 0009-0009-2429-9514
Uzbekistan, Tashkent, Kara-Su-6, 12, apt. 64

References

  1. Пожуев В. И. Действие подвижной нагрузки на цилиндрическую оболочку в упругой среде // Строительная механика и расчет сооружений. 1978. № 1. С. 44–48.
  2. Safarov I. I., Teshaev M. Kh. Control of resonant oscillations of viscoelastic systems // Theor. Appl. Mech. 2024. Vol. 51, no. 1. P. 1–12. doi: 10.2298/TAM220510007S.
  3. Durdiyev D. Q., Safarov I. I., Teshaev M. Kh. Propagation of waves in a fluid in a thin elastic cylindrical shell // WSEAS Transactions on Fluid Mechanics. 2024. Vol. 19. P. 113–119. doi: 10.37394/232013.2024.19.11.
  4. Сафаров И. И., Тешаев M. Х. Нестационарные движения сферических оболочек в вязкоупругой среде // Вестн. Томск. гос. ун-та. Матем. и мех. 2023. № 83. C. 166–179.
  5. Гонткевич B. C. Собственные колебания оболочек и жидкости. Киев: Наукова думка, 1964. 103 с.
  6. Украинец В. Н., Гирнис С. Р. Математическое моделирование динамики подкрепленных двухслойными оболочками тоннелей при действии транспортных нагрузок. Павлодар: Кереку, 2018. 116 с.
  7. Alekseyeva L. A., Ukrainets V. N. Dynamics of an elastic half-space with a reinforced cylindrical cavity under moving loads // Int. Appl. Mech. 2009. Vol. 45. P. 981–990. doi: 10.1007/s10778- 010-0238-z.
  8. Быков А. А., Матвеенко В. П., Шардаков И. Н., Шестаков A. П. Ударно-волновой метод контроля процесса устранения трещин в железобетонных конструкциях // Изв. РАН. МТТ. 2017. № 4. С. 35–41.
  9. Сафаров И. И., Тешаев М. Х. Динамическое гашение колебаний твёрдого тела, установленного на вязкоупругих опорах // Известия вузов. ПНД. 2023. Т. 31, № 1. С. 63–73. doi: 10.18500/0869-6632-003021.
  10. Адамов А. А., Матвеенко В. П., Труфанов Н. А., Шардаков И. Н. Методы прикладной вязкоупругости. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 411 с.
  11. Fedorov A. Yu., Matveenko V. P., Shardakov I. N. Numerical analysis of stresses in the vicinity of internal singular points in polymer composite materials // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018. Vol. 9, no. 8. P. 1062–1075.
  12. Amabili M. Free vibration of partially filled, horizontal cylindrical shells // J. Sound Vib. 1996. Vol. 191, no. 5. P. 757–780. doi: 10.1006/jsvi.1996.0154.
  13. Karimov K., Turakhodjaev N., Akhmedov A., Chorshanbiev Sh. Mathematical model for producing machine parts // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 264, no. 7. P. 04078. doi: 10.1051/e3sconf/ 202126404078.
  14. Mirsaidov M. M., Sultanov T. Z. Use of linear heredity theory of viscoelasticity for dynamic analysis of earthen structures // Soil Mech. Found. Eng. 2013. Vol. 49. P. 250–256. doi: 10.1007/s11204- 013-9198-8.
  15. Адамов А. А., Матвеенко В. П., Труфанов Н. А., Шардаков И. Н. Методы прикладной вязкоупругости. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 411 с.
  16. Fedorov A. Yu., Matveenko V. P., Shardakov I. N. Numerical analysis of stresses in the vicinity of internal singular points in polymer composite materials // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018. Vol. 9, no. 8. P. 1062–1075.
  17. Быков А. А., Матвеенко В. П., Шардаков И. Н., Шестаков A. П. Ударно-волновой метод контроля процесса устранения трещин в железобетонных конструкциях // Изв. РАН. МТТ. 2017. № 4. С. 35–41.
  18. Karimov K., Akhmedov A., Karimova A. Development of mathematical model, classification, and structures of controlled friction and vibration mechanisms // AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2612. P. 030014. doi: 10.1063/5.0116891.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).