در این مقاله تحلیل استاتیک تیرهای کامپوزیتی با چیدمان و سطح مقطع دلخواه ارائه شده است. شیوه حل بر پایه تفکیک مسئله الاستیسیته غیرخطی سه‌بعدی، به حل دو-بعدی سطح مقطع و یک‌بعدی در طول تیر می‌باشد. مدل‌سازی بیان شده به کمک فرضیات کوچک بودن کرنش‌ها نسبت به واحد و ابعاد مقطع نسبت به طول موج تغییر شکل انجام می‌شود. در تحلیل دوبعدی سطح مقطع توابع اعوجاج به صورت تابعی از کرنش‌های یک‌بعدی محاسبه و سپس ماتریس سفتی‌، دارای کوپل کامل از تغییر شکل‌های کششی، پیچشی و خمشی در دو جهت متعامد حاصل می‌شود. در این تحقیق از روش ریلی-ریتز جهت محاسبه توابع اعوجاج استفاده می‌شود. مزیت استفاده از ریلی-ریتز ساده‌سازی روند حل سطح مقطع در مقایسه با حل المان‌محدود مورد استفاده در روش‌های مشابه می‌باشد. تحلیل یک‌بعدی در طول تیر با روش المان‌محدود از طریق محاسبه انرژی کرنشی تیر انجام گرفته است. اثر تغییر زاویه چیدمان مقطع کامپوزیت بر سفتی‌های مختلف بررسی شده است. مقایسه نتایج تحلیل استاتیک تیر قوطی (box beam) یکسرگیردار کامپوزیتی متقارن و نامتقارن با نتایج المان‌محدود سه‌بعدی در نرم‌افزار آباکوس (Abaqus) و نتایج تجربی همگرایی مناسبی نشان می‌دهد. روش پیش‌رو، نتایج با دقت بالاتری برای مقطع نامتقارن ارائه می‌دهد. با توجه به هزینه بالای تحلیل المان‌محدود سه‌بعدی، روش حاضر با سرعت بالا و دقت قابل قبول، مناسب جهت تحلیل اولیه و بهینه‌سازی سازه‌های تیرشکل کامپوزیت می‌باشد.

واژه‌های کلیدی: تیر کامپوزیت، تابع اعوجاج، ریلی-ریتز، المان محدود

متن کامل [PDF 432 kb]   (7437 دریافت)