صفحات کامپوزیتی
در نشریات گروه مکانیک-
صفحات غیر همسانگرد1 مورد استفاده در سازه های کامپوزیتی در معرض کمانش های موضعی ازجمله کمانش فشاری قرار دارند. در فرآیند طراحی و ساخت اغلب سازه های بزرگ و یا سازه ها با هندسه پیچیده، اتصالات در سازه گریزناپذیر است. امروزه اتصالات چسبی به دلیل برخی مزیت ها نسبت به اتصالات مکانیکی کاربرد گسترده ای در اتصال سازه های کامپوزیتی پیدا کرده است. در این مقاله به بررسی پدیده کمانش صفحات چندلایه مستطیلی غیر همسانگرد متصل شده با چسب پرداخته شده است و اثرات نیرویی لایه چسب تحت شرایط بارگذاری کمانشی بررسی شده است. به منظور به دست آوردن بارهای بحرانی کمانش تحت شرایط مرزی مختلف از روش مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته2 استفاده شده است. تحلیل کمانش بر مبنای روابط تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول2 برای مواد کامپوزیت کربن/اپوکسی، شیشه/اپوکسی و کولار/اپوکسی با لایه چینی های مختلف ارائه شده است. اثر ضخامت و جنس چسب به عنوان لایه اتصال بررسی شده است. در صفحات از یک نوع لایه چینی، صفحات از جنس کربن اپوکسی دوجهته استحکام کمانشی بالاتری را از خود نشان می دهند و به صورت کلی هر چه نسبت طول به عرض صفحات بیشتر شود، استحکام کمانشی افزایش می یابد. در اتصالات با نتایج به دست آمده با استفاده از روش آنالیز اجزای محدود در نرم افزار آباکوس4 مقایسه شده اند.
کلید واژگان: کمانش فشاری، صفحات کامپوزیتی، اتصال لب به لب5، اتصال چسبی، روش مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافتهOrthotropic plates used in composite structures are subject to local buckling, including compressive buckling. In the process of designing and building most large structures or instruments with complex geometry, joints in the structure are unavoidable. Today, adhesive joints are widely used in connecting composite structures due to some advantages over mechanical joints. In this article, the buckling phenomenon of orthotropic rectangular multilayer plates connected with glue has been investigated, and the force effects of the glue layer under buckling loading conditions have been studied. In order to obtain the critical buckling loads under different boundary conditions, the generalized differential quadrature method (GDQM) has been used. Buckling analysis is presented based on first-order shear deformation theory (FSDT) for carbon/epoxy, glass/epoxy and Kevlar/epoxy composite materials with different porcelain layers. The effect of thickness and type of the adhesive as a bonding layer has been investigated. In plates made of a type of porcelain layer, two-way carbon epoxy plates show higher buckling strength, and in general, the higher the ratio of length to width of the plates is, the higher the buckling strength will be. In the connections, the obtained results have been compared with the results from the finite element analysis in ABAQUS commercial software.
Keywords: Compressive Buckling, Composite Plates, Lap- Joint, Adhesive Joint, GDQM -
کامپوزیت های لایه ای، موادی با استحکام و با سفتی ویژه بالا هستند که در صنایع مختلف همانند هوافضا، خودروسازی و کشتی سازی مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد در طی فرایند ساخت و تعمیر و نگهداری، ممکن است دچار عیوب سازه ای شوند. یکی از مهم ترین عیوب سازه ای، جدایش بین لایه ای [i] است. ممکن است دامنه عیب مذکور رشد نکند و موجب خرابی کلی سازه نگردد، اما منجر به کاهش خواص استحکامی و سفتی آن خواهند شد و در نتیجه بر روی خواص ارتعاشی آن نیز تاثیر می گذارند. در مقاله حاضر خواص ارتعاشی پوسته انحنادار کامپوزیتی چند لایه کربن/ اپوکسی و دارای جدایش بین لایه ای با استفاده از دو روش عددی و آزمایشگاهی بررسی شده است. جهت بررسی رفتار واقعی ارتعاشی، در روش آزمایشگاهی از آنالیز مودال و در روش عددی از نرم افزارهای تجاری المان محدود، استفاده شده است. با مقایسه نتایج به دست آمده از روش تجربی (تست مودال) و روش عددی، تفاوت فرکانس های طبیعی و شکل مودهای صفحه سالم و صفحات دارای عیوب مشخص شده و می توان آنها را از یکدیگر تفکیک نمود. در نهایت تاثیر میزان افزایش ناحیه جدایش بین لایه ای بر روی فرکانس های طبیعی یک صفحه انحنادار چهارگوش بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش مساحت جدایش، فرکانس های طبیعی کاهش خواهند یافت.
کلید واژگان: جدایش بین لایه ای، آزمایش مودال، صفحات کامپوزیتی، صفحات انحنادار، فرکانس طبیعی -
در این مقاله، رفتار کمانش صفحات کامپوزیتی تقویت شده با چیدمان های گوناگون توزیع تابعی نانولوله های کربنی در راستای ضخامت صفحه مورد بررسی قرار گرفته است. کلیه معادلات حاکم به صورت نموی و بر اساس تئوری برشی مرتبه اول صفحات و کرنش های غیرخطی فون کارمن به دست آمده است. به منظور تعیین بار بحرانی کمانش، بار محوری بصورت نموی به صفحه اعمال می گردد و دستگاه معادلات تعادل به کمک روش آزادسازی دینامیکی برای به دست آوردن بار بحرانی کمانش حل می شود. مطالعه پارامتری بر روی اثرات کسر حجمی نانولوله ها، نوع چیدمان نانولوله ها، نسبت عرض به ضخامت و نسبت های ابعادی صفحه نانوکامپوزیتی انجام شده است. نتایج بیانگر این است که استفاده از توزیع تابعی به طور قابل توجه ای باعث افزایش بار بحرانی کمانش می شود.کلید واژگان: کمانش، صفحات کامپوزیتی، نانولوله های کربنی، روش آزاد سازی دینامیکیIn this paper, buckling behavior of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite (FG-CNTRC) plates is studied in line with the plates thikness. All governing equations are presented incrementally, based on a First-order Shear Deformation Theory (FSDT) of plates and von Karman strain field. In order to find the critical buckling load, the axial load is applied to the plate incrementally and the equilibrium equations are solved by Dynamic Relaxation (DR) method. Parametric study of the effects of volume fraction of Carbon Nanotubes (CNTs), CNTs distribution, plate width-to-thickness ratio and aspect ratio of nano composite plates is done in detail. The results show that functionally graded distribution of CNTs causes a significant increase of critical buckling load.Keywords: Buckling, nano composite plates, carbon nanotubes, dynamic relaxation method
-
در این مقاله، رفتار صوتی پنل های دوجداره کامپوزیتی عایق صوت با یک لایه میانی متخلخل در چارچوب تئوری کلاسیک صفحات کامپوزیتی لایه ای (CLPT) مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلی این مقاله، بررسی تحلیلی اثرات استفاده از شرایط مرزی مختلف بر روی لایه متخلخل و نیز شناسایی پارامترهای موثر بر روی انتقال توان صوتی از طریق این سازه ها است. بر این مبنا، روابط کوپلینگ ویسکوز و اینرسی در معادلات دینامیک انتقال تنش و نیز کوپلینگ گرمایی و الاستیک در نوشتن معادلات تنش-کرنش مواد متخلخل، بر اساس تئوری بایوت مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر این، معادلات حاکم بر انتشار موج با توجه به معادلات کلاسیک ارتعاشات مواد کامپوزیت لایه ای، استخراج شده است. سپس با اعمال شرایط مرزی مختلف و حل همزمان معادلات، ضریب افت انتقال صوت (TL) سازه محاسبه شده است. نتایج حل تحلیلی با نتایج عددی حاصل از تحلیل انرژی آماری (SEA) و نیز داده های آزمایشگاهی موجود در این زمینه مورد مقایسه قرار گرفته و صحه گذاری شده اند. نهایتا پارامترهای موثر بر روی ضریب TL این سازه ها و میزان تاثیر هر یک در شرایط مرزی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند نحوه اتصال لایه متخلخل به صفحات کامپوزیتی (نوع شرایط مرزی) و نیز چیدمان لایه ها، نقش مهمی در کاهش انتقال توان صوتی از طریق این سازه ها دارند.
کلید واژگان: ضریب افت انتقال صوت، مواد متخلخل، صفحات کامپوزیتی، پنل های دو جداره، تحلیل انرژی آماریIn this paper، the sound behavior of a double walled composite with an intermediate porous layer has been conducted using the classical laminated plate theory (CLPT). The main objective of the paper is devoted to considering the analytical study of various boundaries on porous layers as well as parameter study on power transmission through the structure. Thus، viscous and inertia coupling in a dynamic equation، as well as stress transfer، thermal and elastic coupling of porous material are considered based on Biot theory. In addition، the equation of wave propagation are extracted according to vibration equation of composite layers. Then، with applying the various boundaries on the structures along with solving these equations simultaneously، the Transmission Loss (TL) is calculated. The analytical results are compared with both numerical ones obtained from Statistical energy Analysis (SEA) as well as empirical results and an excellent agreement is observed. The parametric studies are presented to investigate the effects of boundary conditions on TL. The results indicate that the interface of porous-composite layers as well as stacking sequences of the composite layers would play an important role in reduction of power transmission through the structure.Keywords: Sound Transmission Loss, Porous Materials, Laminated Composite Plates, Double Panel, Statistical Energy Analysis (SEA) -
در این مقاله، خصوصیات ارتعاشات آزاد و کمانش مربوط به صفحات نازک کامپوزیتی چند لایه متقارن بیضوی تحت بار نرمال داخل صفحه ای مرزی اولیه و بر روی بستر الاستیک از نوع وینکلر، بر مبنای تئوری کلاسیک صفحات لایه ای بررسی گردیده است. معادلات حاکم با استفاده از رویکرد حساب تغییرات نوشته و به وسیله روش ریتز حل شده اند. نتایج عددی برای سه فرکانس طبیعی اول به صورت تابعی از بار داخل صفحه ای برای شرایط مرزی متداول آزاد، گیردار و ساده ارایه شده است. همچنین اثر جهت گیری الیاف بر فرکانس های طبیعی و بارهای کمانشی صفحات زاویه دار متقارن چند لایه با توالی لایه چینی [(β /-β / β /-β)]s، مورد مطالعه قرار گرفته است. در انتها نیز شکل مدهای ارتعاشی دو بعدی صفحات نشان داده شده است. دقت محاسبات با همگرایی بسیار مناسب نتایج بررسی گردیده و همچنین صحت نتایج با مقالات موجود و داده های نرم افزار المان محدود تصدیق شده است.
کلید واژگان: نیروهای کمانشی، ارتعاشات آزاد، صفحات کامپوزیتی، بستر وینکلرBuckling and vibration characteristics of thin symmetrically laminated elliptical composite plates under initial in-plane edge loads and resting on Winkler-type elastic foundation are presented based on the classical laminated plate theory. The governing equations are obtained from the variational approach and solved by the Ritz method. Extensive numerical data are provided for the first three natural frequencies as a function of in-plane load for various classical edge conditions (free، clamped and simply supported). Moreover، the effects of fiber orientation on the natural frequencies and buckling loads of laminated angle-ply plates with stacking sequence of [(β /-β / β /-β)]s، are studied for chosen foundation parameter. Also، selected deformation mode shapes are illustrated. The accuracy of calculations is checked by performing good convergence studies، and the correctness of results is established by comparison with the existing results in the literature as well as FEM data.Keywords: Buckling forces, Natural vibrations, Composite laminates, Winkler foundation
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.