تحلیل ورق دایروی از جنس چندلایههای فلزی-الیافی با الیاف خمیده تحت بار ضربه سرعت پایین
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، گلپایگان، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان، گلپایگان، ایران
3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آیت ا...العظمی بروجردی (ره)، بروجرد، ایران
doi
10.22034/ijme.2022.159962چکیده
در این پژوهش رفتار ورق دایروی از جنس چندلایههای فلزی-الیافی با الیاف خمیده تحت ضربه سرعت پایین به روش تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفت. لایههای کامپوزیت از جنس شیشه-اپوکسی هستند که بین دو لایه آلومینیوم 2024-T3 قرار گرفتهاند. معادلات دیفرانسیل حرکت با استفاده از مدل جرم و فنر و با لحاظ شرایط اولیه مناسب برای مراحل بارگذاری و باربرداری فرمولبندی شدهاست. تغییرشکل آلومینیوم به صورت صلب-پلاستیک کامل و تغییرشکل لایههای کامپوزیت به صورت الاستیک خطی ایدهآلسازی شدهاست. با استفاده از اصل مینیممسازی انرژی پتانسیل، بهکارگیری کرنش فون کارمن و صرفنظر کردن از جابجاییهای صفحهای و انرژی کرنشی خمشی، رابطه غیرخطی بین نیروی تماسی و خیز ورق استخراج شده است. همچنین روشی برای محاسبه سفتی متوسط ورق ارائه و از آن برای تخمین خرابی داخلی ناشی از لایهلایهشدگی استفاده شده است. تأثیر چیدمان و پارامترهای هندسی ورق و ضربهزننده روی پاسخ ورق بررسی شده است. توابع مختلف برای توصیف تغییرشکل ورق تحت بارگذاری ارزیابی و نتایج جهت اعتبارسنجی با نتایج تجربی مقایسه شده است. همچنین امکان بهبود عملکرد ورق کامپوزیتی تحت بارگذاری ضربه با استفاده از مفهوم سفتی متغیر از طریق الیاف خمیده بررسی گردیده است. نتایج تحلیل نشاندهنده تغییر توزیع تنش مطابق با مسیر الیاف خمیده در چندلایههای با سفتی متغیر است. اما ماکزیمم خیز و نیروی ضربه در چندلایههای با سفتی متغیر مشابه نمونههای معمولی با سفتی ثابت است.
