تعیین ضرایب سفتی و مقاومت کمانشی پوسته‌های مشبک مخروطی کامپوزیتی با استفاده از تحلیل مسیر الیاف پوسته و ریب شبکه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی ، دانشگاه امام علی، تهران، ایران

2 استادیار دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در این مقاله، با استفاده از هندسه مسیر الیاف، هندسه پوسته مخروطی، هندسه شبکه تقویت کننده و تئوری کلاسیک پوسته‌ها، ضرایب سفتی یک پوسته مخروطی کامپوزیتی و یک شبکه تقویت کننده مخروطی کامپوزیتی بهدست آمده است. با استفاده از این ضرایب و به روش معادل‌سازی، ضرایب سفتی معادل یک پوسته مشبک مخروطی کامپوزیتی به‌دست می‌آید. نتایج حاصل در تعیین مقاومت کمانشی به این روش با نتایج تجربی مقایسه و تطابق مناسبی بین نتایج دیده شده است. ضرایب سفتی پوسته مخروطی به‌صورت تابعی از موقعیت هر نقطه از پوسته نسبت به محور مولد پوسته مخروطی به‌دست می‌آید. مقدار تمامی ضرایب سفتی هر نقطه از پوسته تقویت نشده نسبت به محور مولد آن از محل لبه کوچک به محل لبه بزرگ پوسته مخروطی کاهش می‌یابد. تغییرات ضخامت پوسته و زاویه قرارگیری الیاف بر روی پوسته نسبت به محور مولد مخروط، باعث می‌شود که سفتی پوسته در راستای محور مولد آن متغیر باشد. همچنین تغییر فاصله ریب‌های تقویت کننده از لبه کوچک پوسته مخروطی به سمت لبه بزرگ آن، سبب تغییر سفتی معادل شبکه تقویت کننده می‌شود. بنابراین سفتی کل سازه مشبک مخروطی در راستای مولد آن متغیر است. دیده می‌شود هرچند آنالیز مقاومت کمانشی پوسته مخروطی به روش معادل سازی کاملاً دقیق نیست اما توصیف دقیقی از نحوه و نسبت تغییرات سفتی پوسته های مشبک در راستای محور مولد آن ارایه می کند. ضرایب معادل پوسته مشبک مخروطی کامپوزیتی، همچون ضرایب یک پوسته مخروطی رشته پیچی شده بدون تقویت کننده، در راستای محور مولد آن ضرایبی متغیر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination of stiffness coefficients and buckling strength of composite lattice conical shells using shell fiber path and lattice rib analysis

نویسندگان [English]

  • Naderi َALI Aghar 1
  • Hamed Ahmadi 2
1 Mechanical engineering department university of Imam Ali,Tehran, Iran
2 Associate professor of tarbiat modares university
چکیده [English]

In this paper, using fiber path geometry, shell geometry, lattice geometry and classical shell theory, the stiffness coefficients of a composite conical shell and a composite lattice conical shell are obtained. The results in determining the buckling strength in this method have been compared with the experimental results and a good agreement has been seen between the results. The stiffness coefficients are obtained as a function of the position of each point of the shell relative to the axis of the conical shell generator. The value of all stiffness coefficients at each point of the unreinforced shell relative to its generating axis decreases from the location of the small edge to the location of the large edge of the conical shell. Changes in the thickness of the shell and the angle of placement of the fibers on the shell relative to the axis of the cone generator cause the stiffness of the shell to vary along the axis of the generator. Therefore, the stiffness of the whole conical lattice structure varies in the direction of its generator. It can be seen that although the analysis of the buckling strength of the conical shell by the equivalence method is not completely accurate, but it provides a detailed description of the manner and ratio of changes in stiffness of the lattice shells along the axis of its generator. The coefficients equivalent like the coefficients of a filament wound composite laminated conical shell vary by the direction of its generating axis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Buckling
  • Lattice conical structure
  • Fiber path
  • Composite shells