تخمین ضریب تمرکز تنش صفحات تک لایه کامپوزیتی حاوی گشودگی های مثلثی با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

2 دانشیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

3 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

چکیده

هدف از انجام این مقاله ارائه مدلی جدید بر پایه روش رگرسیونی جهت تخمین ضریب تمرکز تنش در گشودگی مثلثی در صفحات تک‌لایه کامپوزیتی 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 می‌شود؛ سپس با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه برای گشودگی مثلثی رابطه‌ای صریح برای ضریب تمرکز تنش برحسب خواص مکانیکی ارائه می‌شود. نتایج بیان می‌کند که مدل رگرسیونی قادر به پیش‌بینی تنش محیطی با حداکثر خطای کمتر از 1 درصد می‌باشد. نکته قابل توجه در این مقاله کاهش محاسبات به‌وسیله رابطه‌ی مذکور می‌باشد. برای محاسبه تمرکز تنش در سایر مقالات موجود در این زمینه، از محاسبات سخت و پیچیده بهره جستند؛ اما با کمک رابطه موجود در این مقاله می‌توان با داشتن خواص مکانیکی ورق ضریب تمرکز تنش را محاسبه کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Muskhelishvili NI (1962) Some  basic  problems  of mathematical theory of elasticity. 2nd edn. Netherlands, Noordhooff.

[2]  Lekhnitskii SG (1968) Anisotropic plates. 2nd edn.   Gordon and Breach Science Publishers, NewYork.

[3]  Savin GN (1961) Steress concentration around holes. Pergamon Press, NewYork.

[4]  Daoust J, Hoa SV (1991) An analytical solution for anisotropic plates containing triangular holes. Compos Struct 2(19): 107-130.

[5]  Sharma DS (2011) Stress concentration around circular elliptical triangular cutouts in infinite composite plate. Proceedings of the World Congress on Engineering, London, U.K.

[6]  Sharma DS, Patel NP (2015) Moment distribution around circular elliptical triangular cutouts in infinite symmetric laminated plate,Mech Adv Mater Struct 22: 290-297.

[7]  Mohapatra SS, Simha KRY (1998) Stress concentration around irregular holes using complex variable method. Sadhana-Acad P Eng S 23: 393-412.

[8]  Ukadgaonker VG, Rao DKN (1999) Stress distribution around triangular holes in anisotropic plates. Compos Struct 45: 171-183.

[9]  Krenk S (1979) Stress concentration around holes in anisotropic sheets, Appl Math Model  3(2): 137-142.

[10] Theocaris PS, Petrou L (1986) Stress distributions and intensities at corners of equilateral triangular holes.Int J Fracture  31: 271-289.

[11] Kumar MM, Rajesh S, Yogesh H, Yeshaswini BR (2013) Study on the effect of stress concentration on cutout orientation of plates with various cutouts and bluntness. Int J Mod Eng Res 3(3): 1295-1303.

[12] Rezaeepazhand J, Jafari M (2010) Stress concentration in metallic plates with special shaped cutout. Int J Mech Sci 52: 96-102.

[13] Rezaeepazhand J, JafariM (2010) Effect of different parameters on stress distribution in anisotropic plates with triangular cutout. AmirKabir Mech Eng J 42(1): 19-28. (in Persian)

[14] Jafari M, Ardalani E (2015) Analytical solution to calculate the stress distribution around triangular  hole in finite isotropic plates under in-plane loading. Modares Mech Eng 15(5): 165-175. (in Persian)

[15] Jafari M, Rohani A (2013) Modeling of stress concentration in the isotropic plates with triangular-shaped cutout. The 8th National Congress on Agr. Machinery Eng (Biosystem) & Mechanization of Iran. (in Persian)

[16] Jafari M, Bayati Chaleshtari MH (2017) Investigation of effective parameters on triangular cutout stress in finite isotropic plates. J Struct Mech Fluid 7(1): 35-50. (in Persian)

[17] Moshiri Aval B, Jafari M (2017)  A study of the effect of various parameters on the stress distribution in symmetri laminates with a triangular hole. Aerospace Mech  J 13(1): 61-71. (in Persian)

[18] Rezaeepazhand J, Jafari M (2011) Study of the effect of cutout bluntness on stress analysis of perforated plates subjected to uniaxial tensile laod. J So Flu Mech Fall 1(2): 27-35. (in Persian) 

[19] Rezaeepazhand J, Jafari M (2011) Study of the effect of cutout bluntness on stress analysis of perforated plates subjected to uniaxial tensile laod. J Struct Mech Fluid 1(2): 27-35. (in Persian)

[20] Rezaeepazhand J, Jafari M (2008) Stress analysis of composite plates with non-circular cutout. Key Eng Mat 385-387.

[21] Saad MH (2009) Elasticity theory, applications and numerics. Academic Press: 292.

[22] Daniel IM, Ishai O (1994) Engineering mechanics of composite materials. New York, Oxford university press, 3: 34-35.

[23] Abuelfoutouh NM (1993) Preliminary design of unstiffend composite shells. Symposium of 7th Technical Conference of ASC: 693-786.

[24] Sarvestani NS, Rohani A, Farzad A, Aghkhani MH  (2016) Modeling of specific fuel consumption and emission parameters of compression ignition engine using nanofluid combustion experimental data. Fuel Processing Technology 154: 37-43.