پاسخ غیرخطی چندلایه‌ی فلز کامپوزیت تحت بارگذاری حرارتی و دینامیکی

Abstract

چندلایه‌های فلز-کامپوزیت سازه‌های مرکب تشکیل‌شده از لایه‌های سبک کامپوزیتی و لایه‌های فلزی می‌باشند که دارای مقاومت ضربه‌ای و جذب انرژی بالا همراه با وزن پایین می‌باشند. در این مطالعه، با استفاده از روابط حاکم بر رفتار غیرخطی ورق چندلایه‌ی فلز-کامپوزیت، به بررسی اثرات مختلف حاکم بر ورق مانند دما و بارگذاری دینامیکی پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از تئوری تغییر شکل‌های بزرگ وون کارمن اثرات غیرخطی هندسی در نظر گرفته شده است و معادلات حاکم بر جابجایی ورق با استفاده از اصل کار مجازی استخراج گردیده‌اند. شرایط مرزی در تمامی لبه‌های ورق به صورت تکیه‌گاه ساده در نظر گرفته شده است. سپس معادلات مشتقات جزئی غیرخطی حرکت با استفاده از روش گالرکین به حالت معادلات مشتقی ساده تبدیل شده‌اند که به صورت تحلیلی با استفاده از روش مقیاس‌های چندگانه حل شده‌اند و یک رابطه‌ی تحلیلی برای فرکانس‌های غیرخطی ورق بدست آمده است. نتایج تحلیل تئوری انجام شده با نتایج ارائه شده در مطالعات پیشین مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهده شده است. با استفاده از مدل تحلیلی اعتبارسنجی شده، اثر تغییرات درجه حرارت، بستر الاستیک و مقادیر حداکثر فشار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دامنه بارگذاری، منجر به افزایش تغییر شکل و کاهش نسبت فرکانسی سیستم خواهد شد. همچنین نتایج نشان داد که چندلایه‌های فلز کامپوزیت می‌توانند انتخاب مناسبی برای سازه‌های تحت بارگذاری دینامیکی ‌باشند.