یکی از معایب پوسته‌های کامپوزیتی این است که تحت بارهای دینامیکی دچار تغییر شکل‌های بزرگ می‌گردند و این امر منجر به کاهش محسوس استحکام این پوسته‌ها می‌گردد. یکی از راه‌های کاهش این اثرات منفی استفاده از پوسته‌های کامپوزیتی فلز و الیاف است که به اختصار FML نامیده می‌شوند. برای کاهش هر چه بیشتر تاثیر منفی بارهای دینامیکی بر استحکام پوسته‌های FML، در این پژوهش زوایای بهینه قرارگیری فیبرهای تقویت‌کننده لایه‌های کامپوزیتی پوسته‌های FML با هدف دستیابی به بیشترین استحکام ممکن برای پوسته، مشخص گردیده‌اند. به این منظور در ابتدا پوسته تحت بار استاتیکی عرضی قرار گرفته و با استفاده از نرم‌افزار آباکوس، تحلیل تنش برای تمامی وضعیت‌های زوایای قرارگیری فیبرها انجام گرفته و با استخراج تنش‌های ایجاد شده در تمامی لایه‌ها و استفاده از نرم‌افزار متلب زاویه قرارگیری بهینه فیبرهای تقویت‌کننده که منجر به بیشترین استحکام ممکن برای پوسته مورد بررسی گردیده‌اند بر اساس معیار شکست تنش ماکزیمم مشخص شده‌ است. سپس به منظور تعیین کارایی و صحت طراحی انجام شده، تحلیل ارتعاشات آزاد ساختارهای طراحی شده انجام گرفته است. نتایج نشان می‌دهد قرارگیری فیبرهای تقویت-کننده با زوایای بهینه منجر به افزایش قابل ملاحظه‌ای در سختی پوسته‌های FML می‌گردند. جهت استخراج معادلات حاکم از روش انرژی و تئوری مرتبه بالا و برای اجراء فرایند بهینه‌سازی از روش شمارش کامل که منجر به جواب دقیق برای مساله می‌گردد استفاده شده است.

واژه‌های کلیدی: ارتعاشات آزاد، پوسته چند لایه فلز و کامپوزیت، معیار شکست، جهت گیری فیبرها

متن کامل [PDF 5872 kb]   (3365 دریافت)