بهینه‏ سازی آرایش لایه ها به منظور کاهش تنش بین لایه ای در چندلایه مرکب در حضور حفره

در این پایان نامه، بهینه‏ سازی تنش‏ های بین‏ لایه ‏ای در چندلایه‏ های متقارن تحت بار تک‏ محوری مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور دو نوع چندلایه که عبارتند از: چندلایه‏ دارای لبه‏ آزاد صاف و چندلایه دارای حفره دایره‏ ای شکل در نظر گرفته می ‏شوند. برای تعیین تنش ‏های بین ‏لایه‏ ای در لبه ‏های آزاد چندلایه، از یک روش تحلیلی استفاده شده است. در این روش توابع تنش سه‏ بعدی، که معادلات تعادل و شرایط مرزی را برآورده می‏ سازند، براساس مفهوم حساب تغییرات به دست می‏ آیند. بهینه‏‏ سازی چندلایه به ‏صورت تک‏ هدفه و چندهدفه صورت گرفته است. در بهینه‎سازی تک‏ هدفه، چیدمان بهینه یک‏بار براساس کمترین تنش برشی بین‏ لایه ‏ای و بار دیگر بر اساس بیشترین بار نهایی قابل اعمال به چندلایه یا مقاومت بین‏ لایه ‏ای چندلایه انتخاب می ‏گردد. در این حالت، متغیر طراحی نحوه چیدمان لایه ‏ها است. بهینه ‏سازی چندهدفه، بر اساس توابع هدف بیشترین بار نهایی گسیختگی، کمترین وزن و هزینه انجام گرفته است. در این حالت متغیرهای طراحی تعداد لایه ‏ها، چیدمان لایه‏ ها ( یا نحوه قرارگیری لایه ‏ها) و ضخامت هر لایه هستند. برای تعیین چیدمان بهینه ، از معیار گسیختگی جدایش مرتبه دوم (معیار هاشین-روتم) استفاده می ‏شود. نتایج نشان می‏ دهند که تنش‏ های بین ‏لایه ‏ای تنها در نزدیکی لبه ‏های آزاد وجود دارند. این تنش‏ ها بستگی به نحوه لایه ‏چینی، ضخامت و جنس لایه ‏ها داشته و مستقل از طول و عرضِ ورق و شعاع حفره هستند. همچنین حضور حفره باعث کاهش مقاومت چندلایه می ‏شود.