نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• امیرمهدی قنادپور ¹
• عباس کورکانی بروج ²

¹ دانشیار، مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی و فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران ، ایران

² دانشجوی کارشناسی ارشد، سازه های هوایی، دانشکده مهندسی و فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله به بررسی مقاومت نهایی صفحات کامپوزیتی مربعی حاوی انحنای هندسی اولیه تحت نیروی فشاری درون صفحه‌ای و نیز فشار جانبی سینوسی با استفاده از روش ریتز پرداخته شده است. در این تحقیق از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استفاده شده که در این روابط خیزها و تغییر شکل‌ها کوچک فرض شده‌اند. این فرضیات باعث می‌شوند که مقاومت نهایی بدست آمده برای صفحات نازک، به دلیل نادیده گرفتن اثرات ترمهای غیرخطی، محتاطانه باشد در صورتی که برای صفحات ضخیم‌تر نتایج قابل قبول خواهد بود. برای بدست آوردن معادلات تعادل صفحه اصل انرژی پتانسیل کمینه به کار رفته است. شرایط مرزی خارج از صفحه، لولایی و برای شرایط مرزی درون صفحه‌، لبه‌ها به صورت خط مستقیم جابجا می‌شوند. از معیار شکست هشین برای بررسی شکست استفاده شده است. دو نوع مدل کاهش سختی در این مقاله بررسی می‌شود که عبارتند از مدل کاهش سختی کل لایه‌ای که کاهش سختی به کل لایه شکسته شده اعمال می‌شود و مدل کاهش سختی ناحیه‌ای که بعد از شکست فقط سختی همان ناحیه کاهش می‌یابد. کاهش سختی مواد به صورت آنی بوده لذا بلافاصله بعد از شکسته شدن لایه یا ناحیه، سختی آن کاهش می‌یابد. علاوه بر محاسبه بار شکست لایه اول و آخر، تعداد لایه‌های شکسته شده و مختصات نقاط شکست اولین و آخرین لایه شکسته شده ارائه شده است. در آخر نتایج بدست آمده از طریق روش ارائه شده در این تحقیق با نتایج موجود در مراجع دیگر دیگر مقایسه گردیده است.

کلیدواژه‌ها

• صفحات کامپوزیتی
• ریتز
• انحنای هندسی اولیه
• مقاومت نهایی
• فشارجانبی

موضوعات

• سازه های کامپوزیتی

عنوان مقاله [English]

Ultimate strength analysis of imperfect composite plates under both in-plane compressive load and lateral pressure using Ritz method

نویسندگان [English]

• Seyyed Amir Mahdi Ghannadpour ¹
• Abbas Kurkaani Barvaj ²

¹ New Technologies and Engineering Department, Shahid Beheshti University, G.C, Tehran, Iran

² New Technologies and Engineering Department, Shahid Beheshti University, G.C, Tehran, Iran

چکیده [English]

This paper investigates the ultimate strength analysis of imperfect composite plates under both in-plane compressive load and lateral pressure using Ritz method. In this study, the first order shear deformation plate theory has been applied and the small deflection theory is also considered therefore the obtained results for thin plates could be a little bit off however the results for relatively thick plates are more reliable. The formulations are based on the concept of the principle of minimum potential energy. The laminates are simply supported at the loaded ends as well as the unloaded edges. The in-plane lateral expansion is allowed for all edges however they are kept straight. To investigate the failure analysis, Hashin failure criterion has been applied and also two different models for degradation of stiffness has been used. The first model is complete-ply stiffness degradation model that apply the degradation of properties to the whole ply, and the second is regional stiffness degradation model which degrade the properties of that region. The instantaneous degradation of material properties is used for failed ply or region of failed ply. In addition to find the first and last ply failure loads, the number of failed plies and coordinates of failure points in first and last plies has been obtained. Finally, the results obtained by the proposed method have been validated by results available in the literature.

کلیدواژه‌ها [English]

• Composite plates
• Ritz
• Imperfection
• Ultimate Strength
• Lateral pressure