پاسخ دینامیکی پوسته ها ی کامپوزیتی دو انحنایی تحت ضربه کم سرعت با پیش تنش اولیه

امروزه سازه های کامپوزیتی به خاطر ویژگی هایی چون استحکام، سفتی مخصوص بالا، مقاومت در برابر خستگی و خوردگی، به طور گسترده ای در صنایع هوا و فضا، تجهیزات ورزشی، لوله های فشار و قسمت-های مختلف خودرو مورد استفاده قرار می گیرد. تحلیل پوسته های کامپوزیتی چند لایه تحت بار ضربه در سال های اخیر به خاطر حساسیت مواد کامپوزیتی در برابر ضربه خیلی مورد توجه قرار گرفته است. رفتار سازه های کامپوزیتی در برابر ضربه ی کم سرعت توسط محققان زیادی به صورت تجربی، عددی و تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است ولی تحقیقات کمی به بررسی ضربه ی کم سرعت روی پوسته ها با وجود پیش تنش پرداخته شده است. معمولا سازه های کامپوزیتی ممکن است در اثر بارهای وارده یا فرآیند ساخت یا مونتاژ تحت پیش تنش قرار بگیرند. از جمله این موارد می توان به سازه های هوایی اشاره کرد که در اثر بارهای وارده تحت پیش تنش هستند که در این حالت، ممکن است در معرض برخورد یک جسم مانند پرنده قرار بگیرند. لذا این موضوع اهمیت بررسی پاسخ ضربه روی سازه ها با وجود پیش تنش را نشان می دهد. بنابراین در این پایان نامه به تحلیل دینامیکی پوسته های کامپوزیتی دوانحنایی تحت ضربه ی کم سرعت با وجود تنش های اولیه به خصوص پیش تنش برشی به روش تحلیلی پرداخته می شود. همچنین ارتعاشات آزاد و کمانش پوسته بررسی شده است. معادلات حرکت بر اساس تئوری مرتبه برشی اول(fsdt) با استفاده از اصل هامیلتون برای شرایط مرزی ساده استخراج شده اند. مولفه های جابه جایی با توجه به شرایط مرزی به صورت بسط سری فوریه دو گانه نوشته شده است. برای بدست آوردن فرکانس طبیعی و بار کمانش، معادلات حرکت با استفاده از روش توابع وزنی گالرکین حل شده است. تاریخچه ی نیروی تماس از دو مدل جرم و فنر بهبود یافته و مدل کامل پیش بینی شده است. در مدل جرم و فنر تاریخچه ی نیرو از قانون خطی هرتز بدون استفاده از معادلات حرکت بدست آمده و در مدل کامل، معادلات حرکت پوسته و ضربه زننده به صورت کوپل و با استفاده از قانون غیر خطی هرتز با نوشتن کد در نرم افزار matlab به روش تحلیلی حل شده و پاسخ دینامیکی محاسبه شده است. در انتها، اثر پارامتر های هندسی پوسته مانند تغییرات انحنا، نسبت طول کمان ها، نسبت شعاع انحنا ها، نسبت شعاع انحنا به طول کمان و ضخامت پوسته روی فرکانس طبیعی و کمانش پوسته به خصوص کمانش برشی بررسی و اثرات پیش تنش اولیه روی فرکانس طبیعی مطالعه شده است. علاوه بر اثر پارامتر های هندسی پوسته، زاویه ی الیاف، اثرات مشخصات هندسی ضربه زننده مانند جرم، سرعت، شعاع ضربه زننده و همچنین تاثیر پیش تنش های اولیه به خصوص پیش تنش برشی، روی پاسخ ضربه و تاریخچه ی نیرو از هر دو مدل جرم و فنر بهبود یافته و کامل بررسی و مقایسه شده اند.