مطالعه ی تحلیلی رفتار خمشی صفحات ساندویچی با هسته تقویت شده با نانولوله های کربنی دارای تغییرات تابعی

در این مطالعه، پس از نگاهی به چیستی، روش ساخت و کاربردهای فوم های ترکیبی و ماهیت و مدلهای میکرومکانیکی توصیف کننده ی کامپوزیتهای فلزی تقویت شده با نانولوله های کربنی، مسئله ای با عنوان ورقی با هسته ی نرم دارای تغییرات تابعی و رویه های کامپوزیتی و یا فلزی تقویت شده با نانولوله های کربنی مورد مطالعه قرار گرفت. نظریه ی کلاسیک ورق برای رویه ها و نظریه ی الاستیسیته برای تحلیل رفتار هسته به کار رفت و برای راستی آزمایی نتایج، نخست ورقی با هسته ی نرم و همگن(بدون تغییرات تابعی خواص هسته) با ضخامت های مختلف تحت بار سینوسی در نظر گرفته شد و با استفاده از حل حاضر مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آن با نتایج حاصل از الاستیسیته ی سه بعدی مقایسه گردید و دقت قابل قبول حل حاضر نمایش داده شد. سپس، نتایج برای ورق هایی با بارگذاری و هندسه ی مشابه و هسته ی دارای تغییرات تابعی در خواص به دست آمد و با نتایج حاصل از ورق های دارای هسته ی همگن مقایسه شد و تفاوتها مورد تاکید قرار گرفت. نتایج، نشانگر بهبود در فصل مشترک بالایی برای همه ی صخامتها بود. از آنجایی که فصل مشترک بالایی در معرض رویه ی بارگذاری شده قرار دارد، مهمتر از فصل مشترک پایینی است و نتایج حاصل شده همانگونه که در جدول 4-4 مشاهده می شود 23 تا 25 درصد بهبود را در تنشهای عمودی در فصل مشترک بالایی نمایش می دهد. اگرچه، در مرزمشترک پایینی نتایج به این اندازه خوب نبودند و برای ورقهای نازک، تغییرات سریع خواص مکانیکی در راستای ضخامت نقش ناخواسته ای را در انتقال تنش به بخش های ضعیفتر پایینی هسته ی دارای تغییرات تابعی بازی می کنند و کرنش های بزرگی را همانگونه که در شکل 4-6 نشان داده شده است به وجود می آورند. در نتیجه هسته ی دیگری با تغییرات ملایم تر خواص برای هسته ی ورق دارای نسبت 0.01=h/a آزموده شد و نتایج حاصل شده بهبودهایی را نسبت به هسته ی پیشین نمایش داد. پس از این، تنشها در همسایگی نقطه ی بار مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج در مرزمشترک بالایی از اهمیت چندانی برخوردار نبود. اگرچه، در مرزمشترک پایینی نتایج مهم بودند، چنانچه در همسایگی مرکز ورق کرنشها تقریبا 2/5 برابر کرنش وسط ورق بودند. ولی، برای ورق دارای 0/1 = h/a این مقدار نقطه ی بحرانی نبود، زیرا کرنش تقریبا نصف مقدار کرنش در وسط مرزمشترک بالایی بود. سرانجام، ممان های برآیند مورد بررسی قرار گرفتند و افزایشی به اندازهی %13/8 در جهت x و %15/6 در جهت y گزارش شد که این ممان ها در خرابی رویه ها در حضور هسته های نرم موثرند، چرا که این هسته ها در معرض بارهای متمرکز پشتیبانی خوبی برای رویه هایشان فراهم نمی کنند. کاربرد هسته های دارای تغییرات تابعی خواص مکانیکی برای جلوگیری از خرابی هسته در اثر تنش های ناخواسته در مرزمشترک ها بسیار مفیدند، ولی احتمال خرابی در رویه ها را به میزان اندک افزایش می دهند که باید این مطلب در مطالعه ی این سازهها در نظر گرفته شود. در ادامه ورق دارای رویه های کامپوزیت فلزی با ورق دارای رویه های آلومینیوم مقایسه شد و دو نوع ورق دیگر که در یکی رویه ی بالا از کامپوزیت فلزی و رویه ی پایین از آلومینیوم و در دیگری به صورت برعکس لایه چینی شده بود نیز با این دو ورق به مقایسه گذاشته شد که نتایج آن نمایش داده شد و پیشنهادهایی برای استفاده ی بهتر از این ورقها مطرح شد.