---

به‌خاطر تغییرات پیوسته‌ی خواص مکانیکی مواد ناهمگن تابعی و درنتیجه کاهش اثر تمرکز تنش، محققان زیادی علاقه‌مند به بررسی رفتار و استفاده از این قبیل مواد در صنایع مختلف هستند. طراحی درست ورق ناهمگن حاوی گشودگی، مستلزم دانستن اطلاعات دقیق در مورد تغییر شکل و توزیع تنش در نقاط مختلف صفحه به‌ویژه در اطراف گشودگی است. در این مقاله سعی می‌شود به کمک روش توابع پتانسیل مختلط، حلّی تحلیلی برای محاسبه توزیع تنش دوبعدی اطراف گشودگی دایره‌ای در ورق -بلند ناهمگن ارائه شود. بار به‌صورت کشش ثابت و یکنواخت تک‌محوری و دو‌محوری به صفحه اعمال می‌شود؛ در مرز گشودگی نیز بار به‌صورت فشار یکنواخت به گشودگی اعمال می‌شود. بررسی تأثیر مقدار بار فشاری اعمال شده بر مرز گشودگی در توزیع تنش اطراف آن یکی از اهداف مهم این تحقیق است. تغییرات خواص مکانیکی به‌خصوص مدول الاستیسیته، در جهت شعاعی و هم‌مرکز با گشودگی درنظر گرفته شده است؛ برای توصیف تغییر خواص مکانیکی ورق مورد نظر از یک تابع نمایی که دارای شعاع همگرایی مشخصی است، استفاده می‌شود. از روش اجزای محدود برای راستی‌سنجی نتایج حل تحلیلی، در تمام حالات بارگذاری برای ورق همگن و ناهمگن استفاده شده است. با‌وجود بارگذاری فشاری در داخل گشودگی دایره‌ای علاوه بر تنش محیطی، مقدار تنش شعاعی نیز قابل توجه است؛ لذا از تنش فن میزس برای بررسی تنش در اطراف گشودگی استفاده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که ورق ناهمگن با روند افزایشی مدول الاستیسیته تحت بارگذاری درون صفحه‌ای، ظرفیت تحمل بار بهتری نسبت به ورق همگن دارد.

---

در این مقاله با استفاده از بسط توابع تنش موسخلیشویلی و روش تکرار‌شونده‌ی شوارتز، توزیع تنش در صفحه‌ا‌ی‌ شامل دو گشودگی شبه‌مستطیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. موسخلیشویلی توابع تنش مذکور را برای بررسی توزیع تنش در یک صفحه‌ی همسانگرد شامل گشودگی‌هایی به شکل‌های دایره و بیضی ارائه داد. به‌منظور بسط حلّ تحلیلی موسخلیشویلی و برای استخراج توابع تنش مربوط به گشودگی‌های شبهمستطیلی، از یک تابع نگاشت همنوا استفاده شده است. این تابع نگاشت محدوده‌ی خارج هر یک از گشودگی‌های شبه‌مستطیلی را به ناحیه‌ی خارج یک گشودگی دایره‌ای به شعاع واحد تبدیل می‌کند. باتوجّه به روش تکرار‌شونده‌ی شوارتز، برای محاسبه‌ی توزیع تنش در اطراف دو گشودگی از سری‌های مختلط با ضرایب نامعلوم استفاده شده است. در این تحقیق، تأثیر پارامترهای مختلف همچون محلّ قرارگیری دو گشودگی نسبت به هم، شعاع انحنای گوشه‌های دو گشودگی و نسبت ابعاد گشودگی‌ها بر مقدار ضریب تمرکز تنش مورد بررسی قرار ‌می‌گیرد. برای بررسی صحّت نتایج حلّ شبه‌تحلیلی حاضر از روش اجزاء محدود استفاده شده است. مقایسه‌ی نتایج دو روش با هم، صحّت حلّ شبه‌تحلیلیِ ارائه شده را تأیید می‌کند و نشان می‌دهد که با دقّت بسیار خوبی می‌توان از این روش برای محاسبه‌ی توزیع تنش صفحات حاوی دو گشودگی شبه‌مستطیلی استفاده کرد. بررسی نتایج حلّ ارائه شده این نکته را نشان می‌دهد که پارامترهای نام‌ برده تأثیر قابل توجّهی بر توزیع تنش دارند و می‌توان با انتخاب مقادیر مناسب برای این پارامترها، ضریب تمرکز تنش را به مقدار چشمگیری کاهش داد.

---

در این مقاله با استفاده از مدل شیرلگ اصلاح شده و اثر بر هم نهی، به بررسی تمرکز تنش در یک ماده مرکب الیافی تک‌جهته با ترک‌های نامتقارن (زاویه دار و دندانه ای) پرداخته شده است. بر خلاف مدل اولیه شیرلگ، در مدل اصلاح شده فیبر و زمینه هر دو دارای قابلیت تحمل بار کششی می‌باشند. با استفاده از معادلات تعادل فیبر و زمینه برای یک المان حجمی معادلات تفاضل دیفرانسیلی استخراج و با اعمال شرایط مرزی، معادلات میدان های جابجایی و تنش حل می‌گردند. با استفاده از روش بر هم نهی برای تک لایه‌ای با تعداد N فیبر و r فیبر شکسته حداکثر تمرکز تنش در نوک ترک‌های زاویه‌دار و دندانه ای محاسبه می‌گردد. نتایج ضعف مدل اولیه شیرلگ در بررسی دقیق تمرکز تنش در مواد مرکب تک لایه برای مقادیر بزرگتر نسبت مدول الاستیسیته زمینه به الیاف را نشان می‌دهد. در ماده مرکب شیشه- اپوکسی با ترکهای نامتقارن دندانه ای و زاویه‌دار در مدل اصلاح شده، بیشینه تمرکز تنش نسبت به ترک هم‌راستا به ترتیب ۳۹ و ۴۳ درصد کاهش می‌یابد. با افزایش نسبت مدول الاستیسیته زمینه به فیبر، بیشینه ضریب تمرکز تنش در اولین فیبر سالم نوک ترک کاهش می‌یابد. هنگامیکه نسبت مدول الاستیسیته زمینه به فیبر به سمت صفر میل می‌نماید نتایج مدل حاضر تطابق خوبی با مدل شیرلگ اولیه نشان می‌دهد.

---

یکی از دغدغه‌های طراحان سازه‌های مهندسی، شکست سازه در اثر تمرکز تنش ناشی از ناپیوستگی‌های هندسی در سازه است. لذا با توجه به اینکه صفحات کامپوزیتی دارای گشودگی در اغلب سازه‌های مهندسی کاربرد دارند، مطالعه و بررسی آن‌ها از اهمیت بسیاری برخوردار است. هدف از انجام این مقاله ارائه مدلی جدید بر پایه روش رگرسیونی جهت تخمین ضریب تمرکز تنش در گشودگی دایره‌ای در صفحات ارتوتروپیک می‌باشد. از کاربردهای مهم ارائه توزیع تنش در اطراف گشودگی بر حسب خواص مکانیکی، استفاده از این روابط در تحلیل تنش صفحات ویسکوالاستیک دارای گشودگی با استفاده از روش مدول مؤثر و یا اصل برهمنهی بولتزمن است. در ابتدا با استفاده از مقادیر مختلف خواص مکانیکی کامپوزیت‌ها ، و به کمک حلّی تحلیلی برپایه روش متغیر مختلط، ضریب تمرکرتنش برای تعداد متعددی از این مواد محاسبه شد سپس با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه برای گشودگی دایره‌ای رابطه‌ای صریح برای ضریب تمرکز تنش برحسب خواص مکانیکی ارائه ‌شد. نتایج نشان داد که که مدل رگرسیونی قادر به پیش بینی تنش محیطی با حداکثر خطای ۱ درصد می‌باشد.

---