آنالیز دینامیکی ورق های مرکب با اعمال آسیب جداشدگی لایه ها تحت بارهای حرارتی و رطوبتی به روش نوار محدود

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه اصفهان، اصفهان

2 استادیار، دانشگاه اصفهان، اصفهان

چکیده

در این مقاله تأثیر تغییرات شرایط محیطی از جمله درجه حرارت و رطوبت محیط بر روی فرکانس ارتعاش آزاد ورق‌های لایه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تأثیر عوامل مختلفی نظیر مشخصات هندسی مدل، شرایط تکیه‌گاهی، ضخامت ورق و زاویه قرارگیری لایه‌ها بر روی فرکانس ارتعاش همزمان با اعمال شرایط مختلف حرارتی و رطوبتی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور از روش نوار محدود استفاده شده است که دارای توابع مثلثاتی در جهت طولی و توابع چند جمله‌ای در جهت عرضی نوار می‌باشد. برای در نظر گرفتن اثر تنش‌های برشی تئوری برشی مرتبه اول به کار گرفته شده است. در ادامه اثر جداشدگی لایه‌های ورق مرکب در شرایط مختلف نیز بررسی شده و تاثیر میزان جداشدگی و محل آن بر فرکانس ارتعاش آزاد ارزیابی می‌شود. نتایج حاصله نشان می‌دهد که منظور نمودن اثرات محیطی مثل دما و رطوبت می‌تواند تغییرات قابل ملاحظه‌ای را در فرکانس طبیعی ارتعاش آزاد ورق‌های لایه‌ای ایجاد کند که این تاثیر در زمان ایجاد جدایش بین لایه‌ها اثر بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Bert C, Chen T (1978) Effect of shear deformation on vibration of anti-symmetric angle ply laminated rectangular plates. Int J Solids Struct 14: 465-473.

[2] Reddy J (1979) Free vibration of anti-symmetric angle ply laminated plates including transverse shear deformation theory by finite element method. J Sound Vibr 66: 565-576.

[3] Chai G (1994) Free vibration of generally laminated composite plates with various edge support conditions. Compos Struct 29: 249-258.

[4] Matsunaga H (2000) Vibration and stability of cross ply laminated composite plates according to a global higher order plate theory. Compos Struct 48: 231-244.

[5] Li Y, Fu Y, Mao Y (2010) Analysis of Delamination Fatigue Growth for Delaminated Piezoelectric Elasto-Plastic Laminated Beams under Hygrothermal Conditions. Compos Struct 93: 889-901.

[6] Lee C, Kim J (2012) Hygrothermal Postbuckling Behavior of Functionally Graded Plates. Compos Struct 95: 278-282.

[7] Zenkour A, Radwan A (2013) Effects of hygrothermal conditions on cross-ply laminated plates resting on elastic foundations. Arch Civ Mech Eng 14(1): 144-159.

[8] Tounsi A, Amara K, Addabedia E (2004) Analysis of transverse cracking and stiffness loss in cross-ply laminates with hygrothermal conditions. Compos Struct 32: 167-174.

[9] Wang X, Dong K (2005) Local buckling for triangular and lemniscate delaminations near the surface of laminated cylindrical shells under hygrothermal effects. Compos Struct 79: 67-75.

[10] Zenkour A (2012) Hygrothermal effects on the bending of angle-ply composite plates using a sinusoidal theory. Compos Struct 94: 3685-3696.

[11] Boukhoulda B, Madani K (2005) The effect of fiber orientation angle in composite materials on moisture absorption and material degradation after hygrothermal ageing. Compos Struct 74: 408-418.

[12] Della C, Shu D (2007) Vibration of delaminated composite plates. Appl Mech 60: 1-20.

[13] Tenek L, Henneke E, Gunzburger M (2007) Vibration of delaminated composite plates and some applications to non-destructive testing. Compos Struct 23:253-262.

[14] Ju F, Lee H, Lee K (1995) Finite element analysis of free vibration of delaminated composite plates. Compos Eng 5(2): 195-209.

[15] Champanelli R, Engblom J (1995) The effect of delaminations in graphite/PEEK composite plates on modal dynamic characteristics. Compos Struct 31: 195-202.

[16] Chen B, Tay T, Pinho S, Tan V (2017) Modelling delamination migration in angle-ply laminates. Compos Sci Technol 142: 145-155.

[17] Rehan M, Rousseau J, Fontaine S, Gong X (2017) Experimental study of the influence of ply orientation on DCB mode-I delamination behavior by using multidirectional fully isotropic carbon/epoxy laminates. Compos Struct 161: 1-7.

[18] Soleimanpour R, TaiNg Ch (2017) Locating delaminations in laminated composite beams using nonlinear guided waves. Eng Struct 131: 207-219

[19] Panda H, Sahu S, Parhi P (2013) Hygrothermal effects on free vibration of delaminated woven fiber composite plates. Compos Struct 96: 502-513.

[20] Whitney J, Ashton J (1971) Effect of environment on the elastic response of layered composite plates. AIAA J 9(9): 1708-1713.

[21] Sairam K, Sinha P (1992) Hygrothermal effects on the free vibration of laminated composite plates. J Sound Vib 158: 133-148.

[22] Parhi P, Bhattacharyya S, Sinha P (2001) Hygrothermal effects on the dynamic behavior of multiple delaminated composite plates and shells. J Sound Vib 248(2): 195-214.