در این پایان نامه با توجه به گستردگی کاربرد fml (fiber metal laminate ) و گسترش موارد استفاده از آن، ابتدا انواع مختلف این نوع کامپوزیتها و مشخصات آنها بررسی شده است و انواع تئوری های رایج پوسته مورد بررسی قرار می گیرد. با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی درجه اول و تئوری کلاسیک به بررسی کمانش پوسته های استوانه ای از جنس fml تحت بار محوری و با تکیه گاه های ساده پرداخته می شود. جهت تحلیل دو حالت استوانه کامل و پنل استوانه ای کامپوزیتی فلز الیاف کامپوزیت از جنس آلومنیوم–شیشه در نظر گرفته شده است. از نرم افزارالمان محدود abaqus و همچنین سایر مراجع موجود جهت اعتبار سنجی نتایج تحلیل بدست آمده استفاده شده است و با استفاده از نرم افزار matlab ، اثر پارامترهای مختلف fml از جمله کسر حجمی فلز (mvf)، زاویه الیاف ، لایه چینی های مختلف ، ابعاد هندسی و تعداد لایه های فلز روی نیروی کمانش و مدهای کمانش در دو حالت استوانه کامل و پنل مورد بررسی قرار گرفته است و جهت سهولت بررسی بهتر نتایج بدست آمده به صورت نمودار نشان داده شده اند و بر روی نتایج بدست آمده بحث صورت پذیرفته است.

در این پژوهش، با ارتقای دقّت تئوری های مرتبه بالای موجود، تئوری پوسته استوانه ای کامپوزیتی مرتبه بالای تصحیح شده جدید با دوازده مولفه جابجایی توسعه داده شده است. در این تئوری، اثر عبارت های مربوط به شکل ذوزنقه ای مقطع پوسته (1+z/r) در منتجه های تنش پوسته به طور دقیق محاسبه شده است. پس از افزودن انرژی کرنشی نظیر تنش های اولیه و انرژی کرنشی نظیر جلوگیری از چرخش جسم صلب به تابعی (فانکشنال) انرژی پوسته، بر اساس اصل هامیلتون، معادلات تعادل پوسته استوانه ای دو سر ساده استخراج شده اند. با استفاده از این معادلات، تحلیل مقدار ویژه (ارتعاشات آزاد) و تحلیل پوسته تحت بارگذاری عرضی استاتیکی و دینامیکی (با توزیع یکنواخت بر روی یک سطح مربعی کوچک) انجام شده اند. همچنین، در این پژوهش دو مدل جدید، ساده و مهندسی برای پیش گویی تاریخچه نیروی تماس ناشی از برخورد عرضی شبه استاتیکی توسط ضربه زننده الاستیک و ایزوتروپیک به شکل کره، با سرعت پایین به پوسته استوانه ای کامپوزیتی ارائه شده است. این دو مدل عبارتند از مدل نیم سینوسی (یا h-s) و مدل جرم و فنر بهبود یافته با دو درجه آزادی (یا is-m). در مدل h-s حداکثر نیروی تماس و مدت زمان تماس به روش تحلیلی استخراج شده اند. در مدل is-m ، ابتدا جرم و سفتی موثر پوسته در محل تماس به روش تحلیلی محاسبه شده، سپس با استفاده از روش تکراری و رسیدن به همگرایی، سفتی تماس اصلاح شده به دست آمده است. اعتبارسنجی نتایج پژوهش حاضر با مقایسه با نتایج تئوری و تجربی سایر محقّقین و نتایج حاصل از نرم افزار abaqus صورت پذیرفته، تطابق خوبی حاصل شده است. نتایج نشان می دهند که هر چه اثر عبارت های (1+z/r) دقیق تر به حساب آید، دقت محاسبه فرکانس های طبیعی و پاسخ ضربه افزایش می یابد. همچنین، نشان داده شده است که در پیش گویی دقیق فرکانس های طبیعی و پاسخ ضربه پوسته های استوانه ای fml جدارنازک و پوسته های استوانه ای fgm، عبارت های مرتبه بالاتر در مولفه جابجایی عرضی، نقش مهم تری در مقایسه با عبارت های مرتبه بالاتر در مولفه های جابجایی صفحه ای ایفا می کنند. همچنین، نتایج عددی نشان می دهند که برخی پارامترها از جمله ساختار، جنس و زاویه لایه ها و کسر حجمی فلز (mvf) در مورد پوسته های fml، نمای قانون توانی، ساختار و نوع fgm در مورد پوسته های fgm و نسبت ضخامت هسته به ضخامت کل پوسته در مورد پوسته های ساندویچی fml/core/fml با هسته fgm ، اثر قابل ملاحظه ای بر روی پاسخ ضربه این پوسته ها می گذارند. همچنین راجع به اثر پارامترهایی از قبیل جرم و سرعت ضربه زننده، نسبت های طول به شعاع و ضخامت به شعاع و تنش های اولیه بر پاسخ ضربه پوسته های استوانه ای کامپوزیتی بحث صورت پذیرفته است.

امروزه مواد کامپوزیتی یه خاطر فواید زیادی که دارند از قبیل استحکام ویژه بالا، سفتی ویژه بالا، سبکی و خواص ضد خوردگی، به وفور در صنایعی مانند هوافضا، ساخت قطعات اتومبیل، زیر دریایی ها، وسایل الکترونیکی، پزشکی و تجهیزات ورزشی مورد استفاده قرار می گیرند پوسته های استوانه ای کامپوزیتی یکی از اجزای پرکاربرد در قطعات صنعتی هستند. مثلا در صنایع هوافضا از پوسته های کامپوزیتی در ساخت بدنه موتور راکت استفاده می شود در عمل، در بسیاری از موارد، پوسته تحت بار دینامیکی قرار دارد. و ممکن است در اثر این بار دچار تغییر شکل بیش از حد مجاز گردد و با در اثر اتفاق افتادن تشدید، تخریب شود. به این خاطر لازم است که خصوصیات ارتعاشی پوسته (فرکانس های طبیعی و شکل مودها) شناخته شوند و همچنین تغییر شکل پوسته در اثر اعمال بار دینامیکی محاسبه شود. در این پایان نامه، معادلات تعادل پوسته استوانه ای کامپوزیتی بر اساس تئوری کلاسیک پوسته ها نوشته شده اند. روابط کرنش - تغییر مکان و انحناء - تغییر مکان بر مبنای تقریب اول لاو نوشته در نظر گرفته شده اند. از تئوری کلاسیک لایه ها استفاده شده است. شرایط مرزی بررسی شده عبارتندد از دو سر ساده، دو سر گیردار، دو سر آزاد، یک سر گیردار یک سر ساده، یک سر گیردار یک سر آزاد و یک سر آزاد یک سر ساده، تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته استوانه ای کامپوزیتی انجام شده، فرکانس های طبیعی و شکل مودها استخراج شده اند. همچنین پاسخ دینامیکی گذرای پوسته استوانه ای کامپوزیتی با شرایط مرزی دو سر ساده تحت بار ضربه ای جانبی که بصورت گسترده و یکنواخت بر روی یک سطح مستطیلی وارد می شود. با استفاده از انتگرال کانولوشن و بر اساس روش جمع مودها به دست آمده است اثر پارامترهای گوناگون بر روی فرکانس های طبیعی، شکل مودها و پاسخ دینامیکی پوسته بررسی شده است. در مورد پوسته استوانه ای کامپوزیتی با شرایط مرزی دو سر ساده، اثر بار محوری استاتیکی که بصورت فشاری و با مقدار کمتر از بار بحرانی کمانش بر پوسته وارد می شود. بر روی فرکانس های طبیعی و پاسخ دینامیکی پوسته بررسی شده است و این بررسی، بر اساس جستجوی انجام شده توسط مولف، در میان تحقیقات انجام شده تاکنون، مشاهده نشده است.