تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته استوانه ای FML طراحی شده بر اساس زوایای بهینه فیبرهای تقویت کننده

یکی از معایب پوسته های کامپوزیتی این است که تحت بارهای دینامیکی دچار تغییر شکل های بزرگ می گردند و این امر منجر به کاهش محسوس استحکام این پوسته ها می گردد. یکی از راه های کاهش این اثرات منفی استفاده از پوسته های کامپوزیتی فلز و الیاف است که به اختصار FML نامیده می شوند. برای کاهش هر چه بیشتر تاثیر منفی بارهای دینامیکی بر استحکام پوسته های FML، در این پژوهش زوایای بهینه قرارگیری فیبرهای تقویت کننده لایه های کامپوزیتی پوسته های FML با هدف دستیابی به بیشترین استحکام ممکن برای پوسته، مشخص گردیده اند. به این منظور در ابتدا پوسته تحت بار استاتیکی عرضی قرار گرفته و با استفاده از نرم افزار آباکوس، تحلیل تنش برای تمامی وضعیت های زوایای قرارگیری فیبرها انجام گرفته و با استخراج تنش های ایجاد شده در تمامی لایه ها و استفاده از نرم افزار متلب زاویه قرارگیری بهینه فیبرهای تقویت کننده که منجر به بیشترین استحکام ممکن برای پوسته مورد بررسی گردیده اند بر اساس معیار شکست تنش ماکزیمم مشخص شده است. سپس به منظور تعیین کارایی و صحت طراحی انجام شده، تحلیل ارتعاشات آزاد ساختارهای طراحی شده انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد قرارگیری فیبرهای تقویت-کننده با زوایای بهینه منجر به افزایش قابل ملاحظه ای در سختی پوسته های FML می گردند. جهت استخراج معادلات حاکم از روش انرژی و تئوری مرتبه بالا و برای اجراء فرایند بهینه سازی از روش شمارش کامل که منجر به جواب دقیق برای مساله می گردد استفاده شده است.