تحلیل تنش و جابجایی ورق‌های ساندویچی ضخیم دارای هسته آگزتیک تغییر شکل‌پذیر به کمک تئوری عمومی-محلی مرتبه سه بهبود یافته

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشگاه نیرو، گروه انرژی‌های تجدیدپذیر

2 استاد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

در مقاله پیش‌رو، یک تئوری عمومی-محلی مرتبه بالای اصلاح شده با روابط سه‌بعدی الاستیسیته به منظور مطالعه رفتار تنشی و جابجایی در راستای ضخامت ورق‌های ساندویچی ضخیم و نازک با هسته تغییر شکل‌پذیر آگزتیک تحت بارهای استاتیکی ارائه شده است. معادلات حاکم بر اساس اصل همیلتون استخراج شده‌اند. از مهم‌ترین نوآوری‌های پژوهش حاضر می‌توان به ارائه تئوری عمومی-محلی مرتبه بالای اصلاح شده با استفاده از روابط سه‌بعدی الاستیسیته، درنظر گرفتن تغییر شکل عرضی هسته (موضوعی که به خصوص در مطالعه رفتار ورقهای ساندویچی با هسته نرم و یا ورق‌های ساندویچی ضخیم از اهمیت بالایی برخوردار است) و بررسی اثر آگزتیک بودن هسته بر رفتار استاتیکی ورق ساندویچی و مولفه‌های مختلف تنش و جابجایی ورق ساندویچی اشاره کرد. از آنجایی که تنش‌های عرضی با استفاده از معادلات تعادل سه‌بعدی الاستیسیته محاسبه شده‌اند، برخلاف تئوری‌های متداول مرسوم، شرایط پیوستگی تنش‌های برشی بین لایه‌ها به خوبی برآورده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج موجود در مراجع معتبر نشان می‌دهد که فرمولاسیون المان‌محدود ارایه شده، از دقت بسیار مناسبی حتی برای ورق‌های ساندویچی ضخیم برخوردار است. همچنین نتایج حاصله نشان دادند که استفاده از هسته آگزتیک، منجر به کاهش سطح تنش و همچنین جابجایی عرضی هسته و رویه‌های ورق ساندویچی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kant T, Swaminathan K (2000) Estimation of transverse/interlaminar stresses in laminated composites – a selective review and survey of current developments. Compos Struct 49: 65-75.
[2] Dafedar JB, Desai YM, Mufti AA (2003) Stability of sandwich plates by mixed, higher-order analytical formulation. Int J Solids Struct 40: 4501-17.
[3] Malekzadeh K, Khalili MR, Mittal RK (2005) Local and global damped vibrations of plates with a viscoelastic soft flexible core: An improved high-order approach. J Sandwich Struct Mater 7: 431-456.
[4] Carrera E, Brischetto S (2009) A survey with numerical assessment of classical and refined theories for the analysis of sandwich plates. Appl Mech Rev 62: 1-17.
[5] Brischetto S, Carrera E, Demasi L (2009) Improved bending analysis of sandwich plates using a zig-zag function. Compos Struct 89: 408-415.
[6] Botshekanan Dehkordi M, Cinefra M, Khalilia SMR, Carrera E (2013) Mixed LW/ESL models for the analysis of sandwich plates with composite faces. Composite Structures 98: 330-339
[7] Li X, Liu D (1997) Generalized laminate theories based on double superposition hypothesis. Int J Numer Meth Eng 40(7): 1197-1212.
[8] Shariyat M (2010) Non-linear dynamic thermo-mechanical buckling analysis of the imperfect sandwich plates based on a generalized three-dimensional high-order global–local plate theory. Compos Struct 92(1): 72-85.
[9] Chakrabarti A, Chalak H, Iqbal MA, Sheikh AH (2011) A new FE model based on higher order zigzag theory for the analysis of laminated sandwich beam with soft core. Compos Struct 93: 271-279.
[10] Demasi L (2012) Partially zig-zag advanced higher order shear deformation theories based on the generalized unified formulation. Finite Elem Ana Des 56: 20-31.
[11] Rahmani O, Khalili SMR, Thomsen OT (2012) A high-order theory for the analysis of circular cylindrical composite sandwich shells with transversely compliant core subjected to external loads. Compos Struct 94(7): 2129-2142.
[12] Grover N, Maiti DK, Singh BN (2013) A new inverse hyperbolic shear deformation theory for static and buckling analysis of laminated composite and sandwich plates. Compos Struct 95: 667-675.
[13] Kapuria S, Nath JK (2013) On the accuracy of recent global–local theories for bending and vibration of laminated plates. Compos Struct 95: 163-172.
[14] Khandelwal RP, Chakrabarti A, Bhargava P  (2013) A new C0 2D FE model based on improved higher order zigzag theory for analysis of soft core sandwich plate. Int J Appl Mech 18(2): 395-423.
[15] Lezgy-Nazargah M (2017) Assessment of refined high-order global–local theory for progressive failure analysis of laminated composite beams. Acta Mechanica 228(5): 1923-1940.
[16] Lezgy-Nazargah M, Shariyat M, Beheshti-Aval SB (2011) A refined high-order global-local theory for finite element bending and vibration analyses of laminated composite beams. Acta Mechanica 217(3-4): 219-242.
[17] Lezgy-Nazargah M, Beheshti-Aval SB, Shariyat M (2011) A refined mixed global–local finite element model for bending analysis of multi-layered rectangular composite beams with small widths. Thin Wall Struct 49(2): 351-362.
[18] Pandit MK, Sheikhb AH, Singhc BN (2008) An improved higher order zigzag theory for the static analysis of laminated sandwich plate with soft core. Finite Elem Anal Des 44: 602-610.