مدل‌سازی و تحلیل کمانش پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی لایه‌ای ناچ دار
کد مقاله : 1344-IRANCOMP-FULL
نویسندگان:
علی فرهناک1، مهدی فکور *2
1گروه هوافضا- دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران
2هیات علمی
چکیده مقاله:
پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی لایه‌ای سبک‌وزن، به‌طور فزاینده‌ای در سازه‌های هوافضایی پیشرفته امروزی و همچنین صنایع دریایی به‌منظور بهبود کارایی ساختاری و عملکردی آن‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. چنین ساختارهای جدار نازکی، هنگامی‌که در معرض تنش‌های فشاری استاتیکی و دینامیکی واقع می‌شوند، نسبت به پدیده کمانش، حساس و به‌شدت در معرض خطر خواهند بود. ازاین‌رو غالباً مد تخریب مرتبط و معیار بررسی حالت بحرانی و تحلیل دینامیکی این نوع پوسته‌ها بر اساس کمانش می‌باشد. در این پژوهش شبیه‌سازی فرآیند کمانش پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی لایه‌ای ناچدار با استفاده از روش المان محدود صورت پذیرفته است. تأثیر پارامترهایی مانند اندازه، شکل، ضخامت لایه‌های کامپوزیتی، تغییر ارتفاع، شعاع پوسته استوانه‌ای و تغییر محل قرارگیری ناچ بر بار بحرانی بررسی‌شده و سازه بهینه با حداقل وزن معرفی‌شده است. نتایج یک مطالعه آزمایشگاهی انجام‌شده توسط نایت و همکارانش بر روی کمانش پوسته‌های استوانه‌ای لایه‌ای از جنس الیاف گرافیت غیر هم‌جهت در یک رزین اپوکسی تحت بارگذاری فشاری محوری برای اعتبارسنجی نتایج حاصله بکار گرفته‌شده است. نتایج نشان می‌دهد که ناچ بیضوی افقی در مقایسه با سایر هندسه‌ها در مساحت یکسان، مقاومت کمانشی بیشتری را نشان می‌دهد و همچنین هرچه ناچ به سمت لبه‌های بالایی و پایینی پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی نزدیک‌تر شود مقاومت کمانشی آن افزایش می‌یابد. مطابق نتایج حاصله، افزایش شعاع و ضخامت پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی موجب افزایش مقاومت کمانشی آن می‌گردد.
کلیدواژه ها:
پوسته‌های کامپوزیتی – کمانش – وزن – ناچ – شبیه‌‌سازی المان محدود
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است