مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تاثیر رفتار غیر خطی مواد کامپوزیتی بر توزیع بار در اتصالات کامپوزیتی تک لبه چند ردیفه

نویسندگان
1 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در این مقاله رویکردی تحلیلی برای تعیین توزیع نیرو در اتصالات پیچی کامپوزیتی با لحاظ کردن رفتار غیر خطی الاستیک مواد کامپوزیت ارائه شده است. توزیع نیرو در این روش با نوشتن صریح روابط تعادلی قابل محاسبه است. این روش شامل حلی تحلیلی بر اساس مدل جرم- فنر و ترکیب آن با رفتار غیرخطی مواد است که در آن چندلایه کامپوزیتی و اجزای اتصال به عنوان مجموعه‌ای از جرم و فنر درنظر گرفته شده است. با استفاده از این روش و تحلیل معادلات تعادل حاکم بر سیستم، نیروی اعمالی بر هر پیچ و جابجایی آن قابل محاسبه است. در این مقاله پس از معرفی این روش، توزیع نیرو بین پیچ‌ها برای یک اتصال سه پیچ تک ردیفه محاسبه شده است و برای بررسی تاثیر رفتار غیرخطی مواد بر توزیع نیرو در اتصالات، تغییرات نیرو برحسب جابجایی برای این اتصال با مواد خطی و غیرخطی رسم شده است. نتایج بدست آمده بوسیله‌ مدل ارائه شده، افزایش تقریبی 5/2 تا 5 درصدی جابجایی پیچ را برای اتصالات با مواد غیرخطی نشان می‌دهد. علاوه بر این، در این مطالعه با توجه به تلورانس‌های ساخت و امکان وجود لقی، تاثیرات لقی در اتصالات با رفتار خطی و غیرخطی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Influence of composite materials nonlinearity on load distribution in single-column multi-bolt composite joints

نویسندگان English

Fathollah Taheri-Behrooz 1
Rouzbeh Nouhi 2
Ali Reza Shamaei Kashani 2
چکیده English

In this paper an analytical approach for determining load distribution in single-column multi-bolt composite joints by considering elastic nonlinear behavior of the composite materials is presented. Load distribution was calculated by writing the governing equations of the motion. This closed form solution is an integration of spring-based models with nonlinear behavior of composite plate materials. Developed method is capable to calculate taken load by each bolt and its displacement by simultaneous solving of governing equilibrium equations of the system. This manuscript specifically focused on the influence of composite material nonlinearity on the load distribution of single bolted composite joints. For this purpose, load changes versus displacement are plotted by taking into account both the linear and nonlinear material behavior. The achieved results via suggested solution revealed that displacements were increased upto 2.5-5 percent in comparison with the results of linear method available in the literature. In addition, due to the manufacturing tolerances, bolt–hole clearances can vary within allowable limits and fits. Therefore the effect of bolt hole-clearance on the composite joints with linear and nonlinear material properties was also investigated.

کلیدواژه‌ها English

Bolted composites joints
effects of nonlinear behavior
bolt-hole clearance
Analytical Solution