روش های جدید تخمین نیروی تماس ضربه سرعت پایین بر روی ورق های چندلایه کامپوزیت-فلز

در این مقاله پاسخ ضربه سرعت پایین بر ورق‌های کامپوزیت-فلز (FML) با استفاده از سه مدل جدید مورد بررسی قرار می‌گیرد. ورق مورد بررسی اورتوتروپیک ویژه می باشد. شرایط مرزی به صورت تکیه‌گاه ساده و رفتار ماده، الاستیک خطی در نظر گرفته شده است. روابط برمبنای نظریه کلاسیک ورق بوده و روش سری‌های فوریه برای حل روابط تحلیلی استفاده شده است. جرم ضربه‌زننده بزرگ و لذا پاسخ ضربه، شبه‌استاتیک در نظر گرفته شده است. در روش اول، تاریخچه نیروی تماس ابتدا به صورت یک نیم‌سینوس در نظر گرفته شده و سپس بیشینه نیروی تماس و مدت تماس محاسبه می‌شود. در روش دوم، یک مدل جرم و فنر دو درجه آزادی، با محاسبه سفتی تماس موثر طی یک چرخه تکرار سریع، بیان می‌شود. در روش سوم که برای نخستین بار در این مقاله ارایه شده است، ورق به صورت جرم و فنرهای سری که تشکیل یک مدل جرم و فنر چند درجه آزادی می‌دهند، در نظر گرفته شده و نیروی اعمالی بر فنر آخر، به ‌عنوان نیروی تماس معرفی شده است. اعتبارسنجی این مدل‌ها با مقایسه نتایج با نتایج تحلیلی و تجربی تحقیقات گذشته، انجام شده و تطابق خوبی مشاهده شده است. نتایج نشان می‌دهد که مدل جدید جرم و فنر چند درجه آزادی، خیز ورق را در محل اعمال ضربه، با دقت بیشتری در مقایسه با مدل جرم و فنر دو درجه آزادی به دست می‌دهد.