تحلیل پس‌کمانش کامپوزیت‌های چندلایه دارای گشودگی به روش‌های تجربی، عددی و نوار محدود

Abstract

طراحی بهینه چندلایه‌های حاوی گشودگی تحت فشار به‌منظور دست‌یابی به بیشترین مقاومت کمانشی در مقایسه با وزن سازه امری بسیار ضروری، خصوصاً در سازه‌های هوایی است. در این پژوهش رفتار کمانش و پس‌کمانش ورق چندلایه‌های کامپوزیتی با لایه‌چینی متعامد متقارن شامل گشودگی با قطرهای مختلف به‌صورت تجربی، نیمه‌تحلیلی و عددی بررسی شده است. برای بررسی نیمه-تحلیلی کمانش ورق کامپوزیتی دارای گشودگی داخلی، یک روش نیمه انرژی نوار محدود توسعه داده شده است. جهت بررسی عددی نیز از روش اجزاء محدود استفاده شده است. پارامترهای مادی لازم برای مدل‌سازی از آزمایشات استاندارد به دست آمده‌اند. نتایج حاصل از پژوهش جاری نشان می‌دهند که ابعاد گشودگی تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر میزان سفتی صفحه ندارد ولی میزان بار کمانش با افزایش اندازه گشودگی کاهش چشمگیری می‌یابد. همچنین با افزایش تعداد لایه‌ها هم میزان سفتی و هم میزان بار کمانش افزایش قابل توجهی پیدا می‌کند. در مقایسه بین دو پارامتر یاد شده، مشاهده می‌شود که تاثیر افزایش تعداد لایه‌ها در مقایسه با قطر سوراخ تاثیر بیشتری بر بار کمانش دارد. بررسی‌ها نشان می‌دهد، مطابقت مناسبی بین نتایج رفتار کمانشی حاصل از روش‌های نیمه‌تحلیلی و اجزا محدود با نتایج تجربی وجود دارد.