تحلیل عددی مودهای شکست صفحه کامپوزیتی تحت تاثیر ضربه تگرگ

Abstract

در این مقاله به تحلیل عددی مودهای شکست تحت بارگذاری ضربه تگرگ پرداخته شده است. تگرگ بدلیل ماهیت جامد و حجم بالای آب در آن، در مقایسه با باران و برف، یک خطر جدی برای هواپیما است. در پژوهش حاضر ابتدا به صحت سنجی مدلسازی عددی سازه کامپوزیت با نرم افزار المان محدود ال اس داینا تحت ضربه پرتابه صُلب فولادی پرداخته شده و سپس بارگذاری ضربه تگرگ مورد بررسی قرار گرفته است. تغییر در چیدمان صفحه کامپوزیت، تغییر سرعت و شکل پرتابه از پارامترهای مورد بررسی هستند. مقایسه نتایج بین پرتابه صلب و تگرگ با جرم و سرعت یکسان نشان داد فقط مود کششی ماتریس در برخورد پرتابه تگرگ رخ می دهد، درحالیکه در برخورد پرتابه صلب همه مودهای شکست مشاهده می شود. از طرفی با افزایش زاویه چیدمان، آستانه سرعت آسیب در بارگذاری ضربه تگرگ افزایش می یابد. بیشترین و کمترین آسیب در چیدمان ±15° و ±45° مشاهده شد. همچنین با افزایش سرعت پرتابه تگرگ تعداد بیشتری از لایه ها دچار آسیب می شوند. ضربه تگرگ استوانه ای در مقایسه با تگرگ کُروی سبب آسیب بیشتری در سازه کامپوزیت می شود.