تأثیر ساختار شبکه بر رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحه های مشبک کامپوزیتی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در این مقاله به مقایسـه­ رفتـار کمانشـی و ارتعاشـی صفحات ساخـته شده از سازه‏های مشبـک کامپوزیتی، (Composite Grid)، پرداخته شده است. به این منظور چهار صفحه با وزن یکسان و هندسه‏ی مشابه با استفاده از چهار ساختار شناخته شده‏ سازه‏های مشبک طراحی گردیده­اند. سپس با استفاده از روابط سازه‏های مشبک، ماتریس سفتی خمشی که پارامتر تعیین کننده­ای در رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحات متقارن است، بدست آمده است. با استفاده از روش ریلی- ریتز، بارهای کمانشی تک محوری و برشی و همچنین فرکانس‏های ارتعاشات آزاد محاسبه شده است. جهت بررسی تأثیر جهت­گیری تقویت کننده‏ها، در هر صفحه راستای تقویت کننده‏ها تغییر داده شده و به این ترتیب راستای جهت­گیری بهینه هر ساختار مشبک معین گردیده است. در نهایت رفتار سازه‏های فوق، با یک صفحه چندلایه­ی کامپوزیتی هم وزن نیز مقایسه شده است. نتایج عددی بدست آمده نشان می­دهند، در وزن یکسان، تغییر همزمان نوع شبکه و زاویه­ی جهت‏گیری، تأثیر بسزائی در سفتی خمشی و در نتیجه رفتار کمانشی و ارتعاشی صفحات مشبک خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Huybrechts S., Hahn SE, Meink TE (1999) Grid stiffened structures: survey of fabrication, analysis and design methods. Proceedings of the 12th International Conference on Composite Materials (ICCM/12).

[2] Chen H, Tsai SW (1996) Analysis and optimum design of composite grid structures. J Compos Mater 30: 503-534.

[3] Oliveira JG, Christopoulos DA (1981) A practical method for the minimum weight design of stiffened plates under uniform lateral pressure. Comput Struct 14: 409-421.

[4] Han D, Tsai SW (2003) Interlocked composite grids design and manufacturing. J Compos Mater 37: 287-316.

[5] Totaro G, Gürdal Z (2009) Optimal design of composite lattice shell structures for aerospace applications. Aerosp Sci Technol 13: 157-164.

[6] Ambur DR, Jaunky N (2001) Optimal design of grid-stiffened panels and shells with variable curvature. Compos Struct 52: 173-180.

[7] Kidane, S., Li, G., Helms, J., Pang, S., and Woldesenbet, E., "Buckling load analysis of grid stiffened composite cylinders," Composites Part B: Engineering, vol. 34, pp. 1-9, 2003.

[8] Jones RM (1999) Mechanics of Composite Materials. 2 edn. Taylor & Francis.

[9] Chai GB (1994) Buckling of generally laminated composite plates with various edge support conditions. Compos Struct 29: 299-310.

[10] Baharlou B, Leissa AW (1987) Vibration and buckling of generally laminated composite plates with arbitrary edge conditions. Int J Mech Sci 29: 545-555.