شماره راهنما :
186 گلپايگان
پديد آورنده :
هاشمي، بيتا السادات
عنوان :
تحليل ورق دايروي از جنس چند لايه هاي فلزي - اليافي با الياف خميده تحت بار ضربه سرعت پايين
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
79ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
زهرا زماني
توصيفگر ها :
ورق دايروي , الياف خميده , ضربه سرعت پايين , چند لايه هاي فلزي- اليافي
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/03/08
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
دانشكده :
فني مهندسي گلپايگان
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/03/08
چكيده فارسي :
چكيده
در اين پژوهش رفتار ورق دايروي از جنس چندلايههاي فلزي-اليافي با الياف خميده تحت ضربه سرعت پايين به روش تحليلي مورد مطالعه قرار گرفت. پاسخ ورق براي لايههاي كامپوزيت از جنس شيشه-اپوكسي كه در بين دو لايه آلومينيوم 3T-2024 است، مورد ارزيابي قرار گرفت. معادلات ديفرانسيل مربوط به حركت با استفاده از مدل جرم و فنر و با در نظرگرفتن شرايط اوليه مناسب براي مراحل بارگذاري و باربرداري فرمولبندي شدهاست. جهت يافتن عبارت تحليلي براي منحني فرورفتگي-نيرو، تغييرشكل آلومينيوم به صورت صلب-پلاستيك كامل و تغيير شكل لايههاي كامپوزيت به صورت الاستيك خطي ايدهآلسازي شدهاست. با استفاده از اصل مينيممسازي انرژي پتانسيل، بهكارگيري كرنش فون كارمن و صرفنظر كردن از جابجاييهاي صفحهاي و انرژي كرنشي خمشي، رابطه غيرخطي بين نيروي تماسي و خيز ورق استخراج شده است. همچنين روشي براي محاسبه سفتي متوسط ورق با لايهچينيهاي مختلف ارائه و از آن براي تخمين خرابي داخلي ناشي از لايهلايهشدگي استفاده شده است. كدنويسي معادلات در
نرمافزار متلب انجام گرفته است و نيروي ضربه، سرعت و انرژي جنبشي ضربهزننده به عنوان تابعي از خيز ورق و زمان محاسبه شده است. تأثير چيدمان و پارامترهاي هندسي ورق و جرم و سرعت ضربهزننده روي پاسخ ورق بررسي شده است. توابع مختلف براي توصيف تغييرشكل ورق تحت بارگذاري ارزيابي شده است و نتايج جهت اعتبارسنجي با نتايج تجربي مقايسه شده است. همچنين امكان بهبود عملكرد ورق كامپوزيتي تحت بارگذاري ضربه با استفاده از مفهوم سفتي متغير از طريق الياف خميده بررسي گرديده است. نتايج تحليل نشاندهنده تغيير توزيع تنش مطابق با مسير الياف خميده در چندلايههاي با سفتي متغير است. اما ماكزيمم خيز و نيروي ضربه در چندلايههاي با سفتي متغير مشابه نمونههاي معمولي با سفتي ثابت است.
چكيده انگليسي :
Abstract
In the present study, the behavior of circular plate made of fiber-metal laminates with curvilinear fiber subjected to low velocity impact is investigated using an analytical method. The plate response is evaluated for composite layers made of glass-epoxy that placed between two layers of Aluminum 2024-T3. Differential equations of motion are formulated using the spring-mass model and appropriate initial conditions for loading and unloading stages. In order to obtain analytical expressions for the load-indentation curve the deformation of aluminum were idealized as rigid-perfectly plastic and the composite layers as linear elastic. Using the principle of minimum total potential energy, applying the Von Karman strain and by neglecting the contribution of the in-plane displacements and bending strain energy, the nonlinear relationship between the contact force and deflection is derived. Also, a method for calculating the average stiffness of the plate with different layups is developed and employed to estimate the internal damage due to delamination. The equations are coded
in MATLAB software and the impact load, velocity and kinetic energy of the impactor are calculated as a function of its position and time histories. The effect of layup and geometric parameters of the plate and the velocity and mass of the impactor on the plate response is investigated. Different functions are examined to describe the shape of the deformed plate under loading and the results are compared with the experimental data for validation purpose. Furthermore, an investigation of the possible performance improvements of a composite plate under impact loading through the use of the variable stiffness concept with curvilinear fiber is presented. The analytical results indicate a change in the stress distribution according to the curved fiber path within the variable stiffness laminates. However, the maximum deflection and the contact force of variable stiffness laminates are similar to the conventional, constant stiffness ones.
استاد راهنما :
زهرا زماني