علوم و فناوری کامپوزیت

علوم و فناوری کامپوزیت

تحلیل ضربه سرعت پایین پوسته استوانه‌ای ساندویچی با رویه‌های چند لایه‌ فلز-الیاف و هسته انعطاف‌پذیر بر مبنای تئوری مرتبه بالای پوسته‌های ساندویچی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان
10.22068/jstc.2026.2079990.1945
چکیده
در این مطالعه، رفتار ضربه‌ای پوسته‌ استوانه‌ای ساندویچی با رویه‌ چندلایه فلز–الیاف (FML) و هسته انعطاف‌پذیر تحت بارگذاری ضربه سرعت پایین به‌صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای توسعه مدل ریاضی، از اصل همیلتون در چارچوب تئوری مرتبه‌بالای پوسته‌های ساندویچی استفاده شده، معادلات حاکم استخراج و در محیط نرم‌افزار متلب پیاده‌سازی گردیده‌اند. در این مدل‌سازی، رفتار رویه‌ها بر اساس تئوری کلاسیک پوسته و میدان جابه‌جایی هسته با تکیه بر تئوری سه‌بعدی الاستیسیته، بدون استفاده از ساده‌سازی‌های متداول، در نظر گرفته شده است. همچنین، توزیع‌های غیرخطی تنش و کرنش در ضخامت هسته به‌عنوان روابط مکمل وارد مدل شده و اثرات غیرخطی هندسی و تغییرشکل‌های برشی درون‌صفحه‌ای و برون‌صفحه‌ای لحاظ گردیده‌اند تا توصیف دقیق‌تری از پاسخ ضربه‌ای حاصل شود. بدین ترتیب، تاریخچه زمانی نیروی تماس با داده‌های موجود در مطالعات پیشین مقایسه و اعتبارسنجی شده است. علاوه بر این، در یک تحلیل پارامتری، اثر عوامل کلیدی نظیر ضخامت و مدول الاستیسیته هسته، جرم، سرعت و شعاع ضربه‌زننده بر رفتار ضربه‌ای سیستم بررسی گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که این پارامترها نقش تعیین‌کننده‌ای در بیشینه نیروی تماس، میزان تغییرشکل پوسته‌های ساندویچی دارند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Low-Velocity Impact Response of Cylindrical Sandwich Shells with Metal–Fiber Laminated Faces and a Compliant Core Based on a Higher-Order Sandwich Shell Theory

نویسندگان English

Peyvand Abbaspour 1
Omid Rahmani 2
1 Department of Mechanical Engineering, University of Zanjan, Zanjan
2 Department of Mechanical Engineering, University of Zanjan
چکیده English

In this study, the low-velocity impact response of a cylindrical sandwich shell with metal–fiber laminated (FML) face sheets and a compliant core is analytically investigated. The governing equations are derived using Hamilton’s principle within the framework of a higher-order sandwich shell theory and implemented in MATLAB for numerical computation. In the developed model, the face sheets are modeled based on the classical shell theory, while the displacement field of the core is described according to the three-dimensional elasticity theory without employing common simplifying assumptions. Moreover, nonlinear distributions of stresses and strains through the core thickness are incorporated as complementary relations, and both geometric nonlinearity and in-plane/out-of-plane shear deformations are included to achieve a more accurate description of the impact response. The time history of the contact force is validated against available results from previous studies, demonstrating good agreement. Furthermore, a parametric analysis is performed to assess the influence of key parameters such as the core thickness and elastic modulus, as well as the impactor mass, velocity, and radius on the impact behavior of the system. The results reveal that these parameters play a crucial role in determining the peak contact force and the overall deformation of the sandwich shells.

کلیدواژه‌ها English

Cylindrical sandwich shell,, Metal&‌ndash
fiber laminated (FML), Foam core, Elasticity solution, Low-velocity impac

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 23 اردیبهشت 1405

فایل‌های تکمیلی/اضافی