تحلیل تنش در استوانه های مشبک کامپوزیتی با گشودگی تحت نیروی محوری فشاری

سازه های مشبک کامپوزیتی داری مقاومت به وزن بسیار بالا در مقایسه با سازه های ساده می باشند. این سازه ها به دلیل بکار رفتن شبکه در ساختمان آنها ، در بارگذاری های مختلف مسیر بارهای تخریبی را تغییر می دهند. تاکنون تحقیق های کاملی در باره ی مقاومت کمانشی این سازه ها تحت بارگذاری های مختلف انجام شده است. اگرچه تحلیل تنش این سازه ها تاکنون صورت نگرفته است. همچنین در کاربرد صنعتی این سازه ها همواره گشودگی های اجتناب ناپذیر در این سازه ها ایجاد می گردد، لذا تحلیل تنش سازه های مشبک کامپوزیتی با گشودگی های گوناگون بسیار حائز اهمیت می باشد. در این پژوهش، تحلیل تنش سازه های مشبک کامپوزیتی کامل و با گشودگی های مختلف تحت بارگذاری محوری با استفاده از روش تجربی و المان محدود مورد بررسی قرار می گیرد. در روش تجربی، پنج نمونه ی آزمایشگاهی از پوسته های مشبک کامپوزیتی ساخته می شود. تمامی نمونه ها از جنس کامپوزیت شیشه-اپوکسی بوده و در دمای محیط پلیمریزه می گردند و توسط دستگاه پیچش الیاف ساخته می شوند. از تکنیک کرنش سنج در تحلیل تجربی استفاده می گردد و در ابتدا توزیع کرنش در پوسته تعیین می گردد و سپس توزیع تنش با استفاده از روابط تنش-کرنش در مواد کامپوزیتی بدست می آید. در ابتدا نمونه ی بدون گشودگی و سپس چهار نمونه با گشودگی های دایروی، بیضوی و مربعی در سازه ایجاد گردید و مورد آزمایش قرار می گیرد. همچنین رفتار سازه ی دارای گشودگی نیز با بدست آوردن نمودار بار-جابجایی و بار-کرنش برای گشودگی های مختلف مورد مقایسه قرار می گیرد. در روش المان محدود، از نرم افزار abaqus استفاده می گردد. تمامی نمونه های مورد آزمایش قرار گرفته در این نرم افزار مدلسازی گردیدند. همچنین نمونه هایی با شبکه های مختلف و بدون شبکه نیز مدلسازی گردیدند. تحلیل استاتیکی برای بدست آوردن توزیع تنش در پوسته و تحلیل کمانشی برای بدست آوردن سه مود اول کمانشی سازه و مقایسه با فرم تغییر شکل سازه در کار تجربی انجام می گیرد. از روش المان محدود صرفا برای مقایسه روند تغییرات نتایج تحلیل تجربی و المان محدود در نمونه ها و بررسی صحت نتایج بدست آمده از هر دو روش با توجه به محدود بودن تعداد آزمایش ها استفاده می شود. در نتایج بدست آمده مشخص می شود که تمرکز تنش ایجاد شده کاملا به موقعیت گشودگی بر روی سازه وابسته می باشد. همچنین بحرانی ترین نوع گشودگی در سازه، گشودگی بیضوی در حالتی که قطر کوچک در راستای بارگذاری قرار می گیرد می باشد.