کمانش صفحه کامپوزیتی ساخته شده از الیاف منحنی با تغییر خطی و غیرخطی جهت الیاف

Abstract

در این تحقیق، تأثیر مسیر الیاف منحنی بر روی بهبود بار کمانش صفحه کامپوزیتی تحت فشار محوری و با در نظر گرفتن مسیرهای تغییر خطی و غیرخطی (مسیر شعاع انحناء ثابت) زاویه الیاف، بررسی شد. در مسیر تغییر خطی و غیر خطی، زاویه الیاف با مختصات نقاط واقع در صفحه به ترتیب به صورت خطی و غیرخطی تغییر می‌کند. در تحقیقات گذشته بر روی کمانش صفحات کامپوزیتی با الیاف منحنی، عمدتاً مسیرهای تغییر خطی زاویه الیاف بررسی گردید، اما فعالیت قابل توجهی در زمینه مقایسه‌ بین میزان اثرگذاری این مسیر با سایر مسیرها صورت نگرفت. لذا در این تحقیق، این مقایسه برای دو مسیر تغییر خطی و غیرخطی و برای یک صفحه کامپوزیتی بدون گشودگی و دارای گشودگی انجام شده است. برای مدل‌سازی‌ها از نرم‌افزار المان محدود آباکوس استفاده گردید. نتایج نشان می‌دهد که برای صفحه کامپوزیتی بدون گشودگی با ابعاد، جنس، لایه‌چینی و شرایط مرزی مورد نظر، مسیر تغییر خطی زاویه الیاف در حالت ایده‌آل، در حدود ده درصد بار کمانش بیشتری را نسبت به مسیر شعاع انحناء ثابت نتیجه داده اما با لحاظ قیود ساخت، مسیر شعاع انحناء ثابت، حدود چهار درصد نتایج بهتری را نشان می‌دهد. با توجه به شرایط مرزی اعمالی، مکانیزم افزایش بار کمانش با به‌کارگیری الیاف منحنی شکل، باربرداری از نواحی مرکزی و انتقال بار به لبه‌ها می‌باشد. دو هندسه گشودگی دایروی و بیضی شکل با قطر و نسبت‌های منظری مختلف نیز بررسی گردید. نتایج نشان می‌دهد که در مدل‌های با گشودگی با لحاظ قید ساخت، هر دو مسیر بار کمانش تقریبا یکسانی دارند.