مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل تنشهای لبه آزاد در یک ورق کامپوزیتی با استفاده از روش پرتابی

نویسندگان
1 هیأت علمی - دانشگاه سهند
2 دانشگاه صنعتی سهند
چکیده
در این مقاله تنش های بین لایه ای ناشی از رفتار استاتیکی ورق چندلایه، از جنس مواد کامپوزیتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور جابجایی ها و تنش های برون صفحه ای به عنوان متغیر اولیه در نظر گرفته شده و جهت تحلیل مساله، با استفاده از گسترش روش مساله مقدار مرزی، یک دستگاه معادلات دیفرانسیل خطی مرتبه اول که وابسته به ضخامت چند لایه می باشد، شکل گرفته است. این روش قادر به در نظرگرفتن تنش های عمودی و عرضی بوده و میدان تنش سه بعدی را در نزدیکی لبه آزاد لایه ها مورد بررسی قرار می دهد. در مدل ارایه شده، ورق چندلایه ای بر روی تکیه گاه ساده قرار داشته و تحت بارگذاری عرضی می باشد. همچنین فرض می شود که جابجایی ها و تنش های عرضی بین لایه ای در فصل مشترک لایه ها پیوسته اند. دستگاه معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از رهیافت ناویر و روش پرتابی حل گشته و در نهایت، نتایج به دست آمده، با نتایج موجود در سایر منابع مقایسه شده است. نتایج به دست آمده بیانگر، دقت خوب و سرعت بالای روش استفاده شده در تحلیل میدان تنش می باشد. هچنین صحه گذاری نتایج، نشان از کارایی بالای روش عددی مورد استفاده دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analysis of Free Edge Stresses in a Cross-ply Composite Plate by Applying Shooting Method

نویسنده English

Mojtaba Yazdani 1
1 Assistant Professor of Applied Mechanics (Solid)
چکیده English

In this paper, interlaminar stresses resulting from static behavior of laminated plates, which were made from composite materials, were evaluated. To this end, out-of-plane stresses and displacements were considered as a primary variable. In addition, for the problem analysis, the boundary value problem method was expanded in order to form a first-order linear differential equations system which depended on the laminate thickness. This method could consider normal and transverse stresses and investigates a three-dimensional stress field near the free edge of the layers. In the proposed model, a laminated plate was placed on a simply supported boundary condition and under transverse loading. It was also assumed that the interlaminar transverse stresses, and displacements were continuous in layers' interfaces. The governing differential equations system was solved using Navier's approach and shooting method and, finally, the obtained results were compared with the results of other references. The results indicated good accuracy and high speed of the method used in analyzing stress field.

کلیدواژه‌ها English

Laminated plate
Elasticity solution
Free edge
Out-of-plane stresses
shooting method