نام پژوهشگر: سیدعبدالمجید یوسف ثانی

حل تحلیلی اتصالات چسبی کامپوزیتی تحت بارگذاری استاتیکی (مکانیکی، حرارتی و الکتریکی) با استفاده از تئوری لایه ای
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  سیدعبدالمجید یوسف ثانی   مسعود طهانی

محاسبه تنش های میان لایه ای با دقت بالا و بررسی اثرات لبه در حوالی گوشه ها و در محل اتصال لایه های مختلف در سازه های کامپوزیتی ضخیم نیازمند تحلیل تنش سه بعدی بوده و به کارگیری تئوری های ساده ای نظیر تئوری تک لایه معادل، نتایج با دقت بالایی را در بر ندارد. از این رو، نیاز به استفاده از روش های تحلیل تنش سه بعدی نظیر تئوری الاستیسیته سه بعدی یا تئوری های لایه ای برای یافتن پاسخ های با دقت بالا غیر قابل انکار است. از آنجا که به کارگیری تئوری الاستیسیته سه یعدی برای این گونه مسایل به دلیل پیچیدگی بسیار زیاد این روش امکان پذیر نیست، تئوری لایه ای کامل با در نظر گرفتن اثرات ضخامت و ارائه میدان تنش پیچیده سه بعدی در لبه ها به عنوان روشی قدرتمند در تحلیل سازه های کامپوزیتی (ضخیم) معرفی شده است. این پایان نامه با هدف بررسی اثرات لبه و امکان جدایش در محل اتصال لایه های مختلف در اتصالات چسبی و غیرچسبی کامپوزیتی با لایه گذاری عمومی به ارائه پاسخ های تحلیلی برای تنش های میان لایه ای در حالت تعادل ترموالکترومکانیکی ایستا می پردازد. در این روش، پس از تقسیم بندی ضخامت اتصال به لایه های ریاضی و اعمال میدان جا به جایی تئوری لایه ای کامل، دستگاه معادلات حاکم بر تعادل با استفاده از اصل حداقل انرژی پتانسیل کل و با به کارگیری لم اساسی حساب تغییرات استخراج شده و با رویکرد فضای حالت به صورت تحلیلی حل می شوند. در این پایان نامه، برخی انواع پیکربندی های متداول در این اتصالات نظیر اتصالات نواری، تک لبه و دولبه با شرایط مرزی مختلف و بارگذاری های مکانیکی نظیر کشش تک محوره و خمش، بارگذاری حرارتی نظیر بار یکنواخت دمایی و انتقال حرارت یک بعدی پایا، بارگذاری الکتریکی اتصال وصله ها و تیرهای پیزوالکتریک با لایه گذاری و موقعیت مختلف اتصال و نیز اثر وجود عیب ساختاری در لایه چسب (حفره) مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، پاسخ های تحلیلی با دقت بالا شامل توزیع تنش های میان لایه ای عمودی (پوست کن شدن) و برشی در راستای خطوط اتصال، در داخل ناحیه اتصال و نیز در راستای ضخامت لایه چسب و ضخامت اتصال به دست آمده اند. نتایج پژوهش حاضر با پاسخ های تحلیلی برخی از پژوهش های دیگر و نیز حل عددی به روش اجزای محدود به کمک نرم افزار تجاری abaqus اعتبارسنجی گردیده و همگرای پاسخ ها در تحلیل های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ های به دست آمده، که از صحت و دقت بالای روش ارائه شده و همگرایی بسیار سریع پاسخ ها حکایت دارند، می توانند به عنوان ابزاری برای سنجش صحت و دقت دیگر روش های تحلیلی و عددی استفاده شوند.