کمانش پوسته های کامپوزیتی دوار تقویت شده تحت اثر فشار محوری و جانبی با استفاده از روش نوار محدود

پوسته های تقویت شده جزء اجزای اصلی سازه های هوا فضا و دریایی محسوب می شوند. به دلیل نیاز به نسبت مقاومت به وزن و سختی به وزن بالا در صنایعی مثل هوافضا از مصالح کامپوزیتی در ساخت ای نوع سازه ها برای رسیدن به خواص مذکور استفاده می شود. به دلیل ضخامت ناچیز این سازه ها اساساً شکست در حالت ناپایداری ناشی از تنش های فشاری اتفاق می افتد. در این پژوهش کمانش پوسته های کامپوزیتی دوار با تقویت های محیطی و تحت اثر فشار یکنواخت و غیر یکنواخت محوری و جانبی به روش نوار محدود نیمه تحلیلی مورد بررسی قرار می گیرد. تقویت ها به دو روش المان مجزا و روش پوسته معادل مدل سازی می شوند. در مدل پوسته معادل سختی های پوسته بر اساس مشخصات هندسی و مکانیکی و توزیع تقویت ها اصلاح می شوند. این مدل زمانی قابل استفاده است که تقویت ها به صورت یکنواخت در طول پوسته توزیع شوند و فاصله ی بین تقویت ها کم باشد. زمانی که فاصله ی میان تقویت ها افزایش می یابد نیاز به مدل سازی تقویت ها به روش المان مجزا می باشد. در حالت مدل سازی المان مجزا تقویت ها به جدار خارجی پوسته متصل شده اند. از تئوری های مختلفی از جمله تئوری ساندرز برای روابط کرنش تغییر مکان با در نظر تئوری تغییر برشی مرتبه اول استفاده شد. توابع تغییر مکان در جهت طولی پوسته و ارتفاعی تقویت ها به صورت چندجمله ای لاگرانژی و در جهت محیطی به صورت بسط کامل سری فوریه سینوسی و کسینوسی در نظر گرفته می شوند. محاسبه ی بار کمانش در نقطه ی دوشاخگی شامل دو مرحله می باشد. در مرحله ی اول پس از محاسبه ی ماتریس سختی مماسی پوسته تقویت شده توسط رابطه ی کار مجازی، با استفاده از تحلیل استاتیکی خطی بر روی پوسته تقویت شده تحت اثر بارگذاری خارجی ماتریس جابجایی ها و دوران های پوسته و تقویت بدست می آید. با استفاده از نیروهای غشایی بدست آمده از بردار جابجایی مرحله ی اول، ماتریس سختی هندسی توسط رابطه ی کار مجازی بدست می آید. سپس با استفاده از تحلیل مقدار ویژه بار کمانش پوسته محاسبه می شود. مسائل متنوعی از پوسته های کامپوزیتی با تقویت های محیطی و بدون تقویت تحت اثر فشار محوری و فشار جانبی یکنواخت و غیر یکنواخت تحلیل شده و در آن ها تأثیر پارامترهای هندسی، لایه بندی الیاف، تعداد و نوع توزیع تقویت در جهت طولی بر روی بار کمانش بررسی شده است. نتایج بدست آمده از برنامه نوشته شده در تحقیق حاضر با نتایج پژوهش های گذشته و نرم افزار اجزاء محدود abaqus مقایسه شده اند و نتایج دقت و بازدهی بالای روش نوار محدود نیمه تحلیلی را نشان می باشد.