بررسی تحلیلی و عددی پدیده ی ضربه پرتابه در پوسته ها ی کامپوزیتی مشبک استوانه ای

در طول عمر یک سازه ودر زمان تولید ، استفاده و تعمیر و نگهداری آن ممکن است توسط اجسام خارجی ضرباتی بر آن وارد شود.سازه های کامپوزیت چند لایه در مقایسه با سازه های فلزی مشابه ،در برابر ضربه دارای عدم اطمینان بیشتری هستند. در سازه های کامپوزیتی، ضربات آسیب های داخلی ایجاد می کنند که غالبا با بازدید بصری و سطحی قابل رویت نیستند. این آسیب های داخلی میتواند منجر به کاهش شدید مقاومت سازه شده و تحت بار نیز گسترش یابند. بنابراین ، اثرات ناشی از ضربه روی سازه های کامپوزیتی باید به درستی و با دقت فراوانی تحلیل و درک شود و در مراحل طراحی سازه های مذکور محاسبات دقیقی با در نظر گرفتن اثر این پدیده انجام گیرد.نگرانی در مورد اثر پدیده ی ضربه روی کارایی سازه های کامپوزیتی ، عاملی اساسی در محدود کردن استفاده از مواد کامپوزیتی می باشد. به این دلایل، مسئله ی ضربه در نوشته ها و مقالات به نحو شایانی مورد توجه واقع شده است. درپژوهش حاضر پاسخ ضربه ی سرعت پایین روی پوسته ی کامپوزیتی استوانه ای مشبک با استفاده از اختلاط یک روش تحلیلی و روش معادل سازی، مورد مطالعه واقع شده است.در این فرآیند، سفتی ریب ها توسط روش معادل سازی به پوسته اضافه شده و پوسته ای با سفتی معادل وارد پروسه ی تحلیل می شود.این روش تحلیلی برپایه ی بسط تابع بار ، جابجایی و دوران به صورت سری دوبل فوریه که شرایط مرزی دو انتها را ارضا کند، می باشد.فرض شده است که هرکدام از این بسط ها را بتوان به صورت توابع مجزایی از زمان و مکان نوشت.بعلاوه با صرفنظر از اینرسی دورانی و درون سطحی، مسئله تبدیل به یک معادله ی دیفرانسیل معمولی درجه ی دو از زمان برای ضرایب فوریه ی تغییرشکل شعاعی می شود.در سمت راست معادله ی دیفرانسیل ضرایب فوریه ی تابع بار قرار دارد.برای یک بارگذاری در زمان کم حل را می تئان با استفاده از انتگرال کانولوشن بدست آورد.در مورد ضربه ، نیروی ضربه از کاهش سرعت جرم ضربه زننده محاسبه می شود. این روش به صورت بنیادی معادله ی تعادلی را بین ضربه زننده و پوسته در زمان ضربه ایجاد می کند.باصرفنظر از تغییرشکل محلی در مکان ضربه، معادله ی انتگرالی نتیجه شده را می توان به صورت جبری برای نیروی ضربه با استفاده از تبدیل لاپلاس حل نمود. برای بررسی صحت نتایج نیز پوسته ی مورد نظر در نرم افزار المان محدود abaqus مدل شده است و پاسخ پوسته به ضربه ی سرعت پایین در این نرم افزار به صورت عددی نیز بدست آمده است. مقایسه ی نتایج نشان می دهد تطابق مناسبی بین دوروش وجود دارد و برای این محدوده از سرعت برای پرتابه روش تحلیلی اتخاذ شده مناسب می باشد. در این پژوهش فاکتور هایی مانند تاثیر حضور ریب، اثر جرم،سرعت و چگالی پرتابه،ترتیب لایه چینی و هندسه ی پوسته و... در پاسخ ضربه روی پوسته ی مذکور مورد مطالعه قرار گرفته است.درنهایت حضور ریب به کاهش جابجایی شعاعی حاصل از ضربه کمک می کند.جرم و سرعت پرتابه به صورت خطی روی جابجایی شعاعی و نتیجتا نیروی تماسی موثر است.ترتیب لایه چینی تاثیر مشهودی روی مقدار جابجایی شعاعی ندارد.اثر هندسه ی پوسته به صورت تغییر ارتفاع آن در تحلیل وارد شده است و در اثر افزایش ارتفاع پوسته با وجود کاهش در نیروی تماسی مقدار جابجایی شعاعی افزایش می یابد. کلمات کلیدی: روش تحلیلی، ضربه ی سرعت پایین، پوسته ی کامپوزیتی مشبک استوانه ای،ریب، روش معادل سازی