بررسی تحلیلی و عددی صفحات کامپوزیتی تحت بارگذاری ضربه‌ای سرعت پایین با پرتابه‌های متفاوت

نویسندگان

1 دانشگاه ولیعصر(عج)

2 کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه ولی عصر(عج)، رفسنجان

doi
چکیده

در پژوهش حاضر اثر شکل پرتابه بر روی پاسخ صفحات کامپوزیتی ارتوتروپیک به روش تحلیلی و عددی برای دو حالت بدون‌لایه‌لایه‌شدگی و با ‌لایه‌لایه‌شدگی مورد بررسی قرار گرفته است. در روش تحلیلی از مدل جرم و فنر استفاده شده و روش جدیدی برای بررسی برخورد دو پرتابه تخت و مخروطی ارائه شده است. در روش عددی برخورد انواع پرتابه‌ها به ورق با استفاده از بسته اجزا محدود انسیس و ال اس داینا شبیه‌سازی شده است. کامپوزیت مورد استفاده از جنس کربن/اپوکسی است و ضخامت صفحه در اندازه‌های 6 , 4 ,2 میلی‌متر بررسی شده است. جرم ضربه‌زننده 3گرم و سرعت برخورد برای هر ضخامت ورق متفاوت می‌باشد. برای بررسی اثر شکل پرتابه سه نوع ضربه‌زننده کروی، مخروطی و استوانه ای سر تخت مدلسازی شده است. زمان برخورد، بیشینه و تاریخچه جابه‌جایی مرکز ورق و نیروی تماس برای سه ضربه‌زننده مختلف بدست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج عددی و تحلیلی بدست آمده در این پژوهش با یکدیگر مقایسه شده است و نتایج دارای تطابق و همگرایی خوبی هستند. طبق نتایج بدست آمده در همه پرتابه‌ها، بیشینه جابه‌جایی در مرکز ورق در هنگامی که لایه‌لایه‌شدگی اتفاق می‌افتد، بیشتر از زمانی‌ست که آسیبی رخ نمی‌دهد. همچنین طبق نتایج بدست‌آمده بیشینه جابه‌جایی در مرکز ورق برای هر دوحالت با و بدون لایه‌لایه شدگی برای پرتابه تخت در مقایسه با دیگر پرتابه‌ها کمتر است و بلعکس بیشینه نیروی تماس برای هر دو حالت با و بدون لایه‌لایه شدگی برای پرتابه تخت بیشتر است.