کمانش موضعی ورق های کامپوزیت لایه ای ضخیم بر اساس تئوری زیگزاگ مرتبه بالا با استفاده از روش نوار محدود معمولی

چکیده مواد کامپوزیت لایه ای به دلیل سبکی، مقاومت در برابر خوردگی و سختی بسیار بالا نسبت به مواد ایزوتروپیک، در اغلب کاربرد-های مهندسی از جمله صنایع هوافضا، کاربردهای زیرآبی، حمل و نقل و امثال آن مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین شناخت رفتار مکانیکی حاکم بر این گونه مواد جهت طراحی بهینه لازم بنظر می رسد. به ویژه تحلیل مسائل مربوط به کمانش به دلیل مکانیزم پیچیده نسبت به بارگذاری خمشی ضرورت می یابد. در همین راستا محققین زیادی به مطالعه رفتار ورق های لایه ای پرداختند و تئوری های مختلفی را در این زمینه مطرح کردند. این تئوری ها را می توان به دو دسته تقیسم نمود. دسته اول، تئوری های تک لایه معادل می باشند که خود شامل تئوری کلاسیک ورق های لایه ای، تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالا هستند. دسته دوم نیز تئوری های لایه ای می باشند که به تئوری های لایه مجزا و زیگزاگ تقسیم بندی می شوند. نتایج دقیق مسائل نشان می دهد که تئوری های تک لایه معادل به دلیل این که پیوستگی تنش برشی عرضی در سطح تماس لایه ها را در نظر نمی گیرند در آنالیز ورق-های ضخیم از دقت کافی برخوردار نمی باشند. برای رفع این مشکل تئوری های لایه ای مطرح شدند. در تئوری های تک لایه مجزا تعداد مجهولات میدان جابجایی به تعداد لایه ها وابسته می باشد، بنابراین با افزایش تعداد لایه ها، محاسبات طولانی و خسته کننده می-شود. این مشکل در تئوری های زیگزاگ به دلیل عدم وابستگی مجهولات میدان جابجایی به تعداد لایه ها برطرف شد. لذا در این پروژه به بررسی کمانش موضعی ورق های لایه ای ضخیم بر اساس تئوری زیگزاگ مرتبه بالای چو و پارمرتر با استفاده از روش نوار محدود پرداخته شد. بدین منظور یک برنامه کامپیوتری در محیط نرم افزار matlab تدوین شد. ضریب بار کمانش موضعی بر حسب نسبت طول به عرض های مختلف و برای شرایط مرزی گوناگون به صورت جدول و نمودار تهیه گردید. همچنین ضریب بار کمانشی برای لایه بندی و زوایای مختلف بدست آمد. منحنی اندرکنش برای بارگذاری های مختلف نیز ترسیم شد. در نهایت مشخص گردید که استفاده از تئوری زیگزاگ برای ورق های لایه ای به ویژه ورق های لایه ای ضخیم به دلیل اینکه سینماتیک ورق را بهتر نشان می دهد منجر به دقت بهتری می گردد.