15372

15372

كمانش استوانه هاي جدار نازك كامپوزيتي چندلايه

كارشناسي ارشد

جامدات-مكانيك مواد و سازه‌هاي كامپوزيتي

آبان ماه 1394

آبان ماه 1394

دكتر فتح اله طاهري بهروز

مكانيك

چكيده استوانه¬هاي جدار نازك به علت شكل هندسي منحصر به فرد خود كه قابليت تحمل بار بالايي نسبت به ساير مقاطع هندسي جدار نازك دارند در صنايع مختلف از جمله صنعت هوافضا به وفور استفاده مي¬شود. اعمال بار فشاري بر روي استوانه‌هاي جدارنازك باعث بروز ناپايداري و پديده كمانش در سازه قبل از بار بحراني شكست مي‌شود، بنابراين بررسي پديده كمانش در استوانه‌هاي جدارنازك چندلايه كامپوزيتي اهميت بسياري دارد. در اين پژوهشابتدا تئوري‌هاي تحليلي براي بررسي پديده كمانش در استوانه‌هاي جدارنازك كامپوزيتي معرفي شده است. در فرضيات تحليلي به علت كامل و بدون نقص در نظر گرفتن پوسته استوانه قبل از بارگذاري، نتايج حاصل از روابط تحليلي ظرفيت كمانش را بالاتر از نتايج تست‌هاي آزمايشگاهي پيش‌بينيمي‌كنند. براي رفع اين اختلافات در نتايج، بايد نواقص هندسي كه به طور ناخواسته و البته اجتناب ناپذير در حين ساخت قطعه بوجود مي‌آيد و يا در طبيعت مواد سازنده قطعه وجود دارد در روابط تحليلي گنجانده شود. از آنجايي كه در نظر گرفتن اين فرضيات روابط بسيار پيچيده و نياز به محاسبات طولاني دارد، مدل‌سازي‌هاي عددي مي‌تواند نقش مفيدي در بررسي كمانش با وجود نواقص هندسي داشته باشند. به اين منظور دو روش مدل‌سازي عددي براي ايجاد نواقص هندسي در پوسته‌هاياستوانه‌ايسوراخ‌دار و بدون سوراخ ارائه و معرفي مي‌شود، همچنين مشكلات اين دو مدل‌سازي ارائه و راه‌كارهايي براي اصلاح آنها پيشنهادمي‌گردد. نتايج حاصل از مدل‌سازي غيرخطي براي استوانه‌هاي بدون سوراخ نتايجي مطلوب را ارائه مي‌دهد ولي براي استوانه‌هاي سوراخ‌دارروش‌هاي غير خطي ظرفيت بار كمانش را بالاتر از نتايج تجربي پيش‌بيني مي‌كنند كه اين پديده نشان دهنده تاثير بيشتر وجود سوراخ نسبت به نواقص هندسي بر روي بار كمانش در استوانه‌هاي سوراخ‌دار است. همچنين نتايج حل خطي در روش عددي كه متناظر با روش تحليلي در استوانه‌هاي سوراخ‌دار است در پيش‌بيني بار كمانش محتاطانه تر از نتايج تجربي رفتار مي‌كنند. براي بررسي ميزان صحت و اختلاف نتايج عددي متفاوت و نتايج تحليلي با واقعيت، استوانه¬هاي كامپوزيتي ساخته شده از كامپوزيت شيشه/اپوكسي با روش پيچش الياف و لايه¬چيني [90/23/-23/90] در دو حالت سوراخ¬دار و بدون سوراخ مورد ازمايش قرار گرفته است. نتايج بدست آمده از آزمايش با نتايج پيش¬بيني¬هاي عددي غيرخطي در استوانه¬هاي بدون سوراخ تطابق قابل قبولي داشته است. واژه‌هايكليدي:كمانش، استوانه‌هاي جدارنازك كامپوزيتي، استوانه‌هايسوراخ‌دار، نواقص هندسي.