نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران

2 دانشگاه صنهتی خواجه نصیر، دانشکده مکانیک

چکیده

امروزه آلیاژهای حافظه‌دار به دلیل رفتار ویژه خود در زمینه‌های مختلف مکانیک شامل ارتعاشات آزاد و اجباری، کمانش و پس‌کمانش، میرایی و مقاومت به ضربه و انفجار مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این پژوهش به بررسی کمانش پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی تقویت‌شده با آلیاژ حافظه‌دار به صورت تجربی پرداخته می‌شود. سازه کامپوزیتی مورد نظر از جنس کربن اپوکسی می‌باشد که بصورت چهار لایه به روش رشته‌پیچی با دو لایه‌چینی مختلف +55˚/-55˚/SMA/+55˚/-55˚ و +75˚/-75˚/SMA/+75˚/-75˚ ساخته می‌شود، سیم‌های حافظه‌دار از نوع سوپرالاستیک انتخاب شده‌‌اند که بین لایه‌های 2 و 3 در لایه میانی در دو حالت، با پیش‌کرنش 5% و بدون پیش‌کرنش چیده می‌شوند. در آزمون کمانش نمونه‌های کامپوزیتی تقویت‌شده با سیم‌های سوپرالاستیک، دو نوع شرایط مرزی بررسی شده‌است؛ یکی تکیه‌گاه دو سر گیردار و دیگری تکیه‌گاه دو سر مفصل. نتایج آزمون نشان می‌دهند وجود سیم حافظه‌دار از نوع سوپرالاستیک باعث افزایش ظرفیت تحمل بار بحرانی کمانش در پوسته کامپوزیتی می‌گردد. از سویی دیگر در لایه‌چینی با زاویه 75 درجه نسبت به 55 درجه، سازه کامپوزیتی بار کمانشی بیشتری تحمل می‌کند. همچنین در شرایط مرزی دو سر مفصل بار بحرانی کمانش بزرگتر از حالتی است که شرایط مرزی پوسته بصورت دو سر گیردار باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

An experimental study on the buckling behavior of laminated cylindrical composite shells with embedded superelastic SMA wires

چکیده [English]

Recently shape memory alloys (SMA) have been used in different fields of mechanical engineering like forced and free vibration, buckling and post buckling, damping and resistance to impact and explosion because of their unique behavior. In the present work buckling behavior of laminated cylindrical composite shells were investigated experimentally. The laminated composite shells were fabricated from carbon-epoxy composite by filament winding process. The stacking sequences were +55˚/-55˚/SMA/+55˚/-55˚ and +75˚/-75˚/SMA/+75˚/-75˚. The superelastic SMA wires placed between plies 2 and 3 of the four layers laminate. Shape memory alloy wires were used in the middle of the composite in two cases, without pre-strain and with 5% pre-strain. The buckling tests were performed with two kinds of boundary conditions, simply supported- simply supported and clamped- clamped boundary conditions. The experimental buckling analyses of the cylindrical composite shells with embedded superelastic SMA wires show that the critical buckling load increased by using the SMA wires. Also, in the laminated composite with stacking sequences +75˚/-75˚/SMA/+75˚/-75˚, the buckling load of shells was increased. In addition the buckling capability of composite shells in the simply supported- simply supported boundary condition is greater than the clamped- clamped boundary condition.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shape Memory Alloys
  • Buckling
  • Post Buckling
  • Cylindrical Shells
  • Superelastic