تحلیل اجزای محدود لایه‌ای ورق‌های کامپوزیت با استفاده از المان غشایی نامتقارن و المان خمشی ناسازگار

Abstract

در این تحقیق با ترکیب یک المان خمشی و یک المان غشایی، المان چهار گره‌ای جدیدی به منظور تحلیل اجزای محدود لایه‌ای ورق‌های کامپوزیت ارائه شده‌است. بخش غشایی المان، یک المان جدید چهارضلعی نامتقارن با درجات آزادی اضافی می‌باشد که در آن از دو میدان جابه‌جایی متفاوت به عنوان تابع معیار و تابع تقریب استفاده شده‌است. تابع معیار استفاده شده، تابعی جدید از جنس جابه‌جایی است که در آن درجات آزادی اضافی با استفاده از درون‌یابی در طول ضلع المان محاسبه شده‌است. تابع تقریب المان یک میدان تنش می‌باشد که از حل تحلیلی تابع تنش ایری محاسبه می‌شود. بخش خمشی المان ارائه شده، یک المان ورق ناسازگار می‌باشد که در آن جابه‌جایی المان با استفاده از مودهای تغییر شکل مرتبه سوم و میدان پیچشی المان با استفاده از ماتریس ژاکوبین مرتبه اول محاسبه شده‌است. نتایج عددی بدست آمده از حل مسائل استاندارد عددی نشان می‌دهد؛ المان معرفی شده قادر به تحلیل ورق‌های کامپوزیت با هندسه و شرایط مرزی مختلف می‌باشد. مقدار حداکثر خطای این المان در حل مسائل عددی برررسی شده 5/1 درصد است.