تحلیل آسایش تنش در لایه های چسب ویسکوالاستیک ورق ساندویچی پنج لایه با رویه های مدرج تابعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 دکتری تخصصی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

در این تحقیق، به بررسی آسایش تنش در لایه­های چسب یک ورق مربعی متقارن پنج­لایه تحت بار عرضی گسترده یکنواخت با استفاده از روش نظریه لایه­ای بر پایه نظریه برشی مرتبه اول ورق­ها پرداخته شده است. رویه­های مدرج تابعی ورق ساندویچی توسط دو لایه چسب ویسکوالاستیک به هسته همگن متصل شده­اند. با استفاده از اصل کار مجازی، معادلات حاکم بر مسئله استخراج شده و به فضای لاپلاس تبدیل گشته­اند. با استفاده از روش حل ناویر، میدان­های جابجایی تعیین گشته و توسط روش لاپلاس معکوس عددی به حوزه زمان بازگردانده شده­اند. برای صحت­سنجی، حل المان­محدود مسئله نیز انجام شده و مقایسه نتایج دو روش، تطابق خوبی را نشان داده است. نتایج هر دو روش بیانگر آنست که مؤلفه­های تنش درون­صفحه و برون­صفحه در راستای ضخامت چسب تقریباً ثابت بوده ولی مقادیر قابل توجه دارند. به­علاوه، بیشینه تنش­های درون صفحه  و  بستگی زیادی به مقادیر مدول الاستیک چسب، شاخص تابع توانی رویه­ها و خواص ویسکوالاستیک لایه­های چسب دارد. لذا برای یک طراحی ایمن در ورق­های ساندویچی نازک، وجود لایه­های چسب ویسکوالاستیک باید در فرمول­بندی لحاظ شده و قابل اغماض نیستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Carrera E. Theories and Finite Elements for Multilayered, Anisotropic, Composite Plates and Shells. Archives of Computational Methods in Engineering. 2002 Jun; 9:87-140.
[2] Carrera E. Historical Review of Zig-Zag Theories for Multilayered Plates and Shells. Applied Mechanics Reviews. 2003 May 1;56(3):287-308.
[3] Carrera E, Brischetto S. A Survey with Numerical Assessment of Classical and Refined Theories for The Analysis of Sandwich Plates. Applied Mechanics Reviews. 2009 010803.
[4] Sayyad AS, Ghugal YM. On The Free Vibration Analysis of Laminated Composite and Sandwich Plates: A Review of Recent Literature with Some Numerical Results. Composite Structures. 2015 Oct 1; 129:177-201
[5] Sayyad AS, Ghugal YM. Bending, Buckling and Free Vibration of Laminated Composite and Sandwich Beams: A Critical Review of Literature. Composite Structures. 2017 Jul 1; 171:486-504.
[6] Thai HT, Kim SE. A Review of Theories for The Modeling and Analysis of Functionally Graded Plates and Shells. Composite Structures. 2015 Sep 15; 128:70-86.
[7] Gür AK, Taşkaya S, Katı N, Yıldız T. Investigation of stress analysis in sandwich composite plates by ANSYS method. In 8th International Advanced Technologies Symposium (IATS’17), Turkey 2017.
[8] Li D, Layerwise Theories of Laminated Composite Structures and Their Applications: A Review." Archives of Computational Methods in Engineering. 2021 Mar; 28:577-600.
[9] Garg A, Belarbi MO, Chalak HD, Chakrabarti A. A Review of the Analysis of Sandwich FGM Structures. Composite Structures. 2021 Feb 15;258: 113427.
[10] شعبان م, ملاعلی پور م. بررسی تحلیلی اثرپارامترهای هندسی هسته های موجدار بر روی خیز پانل های ساندویچی. مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1399، د. 50، ش. 2، ص. 123-131.
[11] دارابی ا, ملک­زاده فرد ک. نبوی س م، تحلیل کمانش پوسته مرکب دوانحنایی ساندویچی نسبتاً ضخیم با هسته مشبک و رویه­های تقویت شده با نانولوله­های کربنی. مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1401، د. 52، ش. 3، ص. 67-76.
[12] مهندسی ن, طالبی توتی م. بررسی تحلیلی ارتعاشات غیرخطی پوسته­ی استوانه­ای ساندویچی دارای هسته با ضریب پواسون منفی. مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1402، د. 53، ش. 2، ص. 175-183.                  
[13] Raissi H, Shishehsaz M, Moradi S. Stress Distribution in A Five-Layer Sandwich Plate with FG Face Sheets Using Layerwise Method. Mechanics of Advanced Materials and Structures. 2019 Jul 18;26(14):1234-44.
[14] Raissi H, Shishehsaz M, Moradi S. Applications of Higher Order Shear Deformation Theories on Stress Distribution in A Five-Layer Sandwich Plate. Journal of Computational Applied Mechanics. 2017 Dec 1;48(2):233-52.
[15] Shishehsaz M, Raissi H, Moradi S. Stress Distribution in A Five-Layer Circular Sandwich Composite Plate based on The Third and Hyperbolic Shear Deformation Theories. Mechanics of Advanced Materials and Structures. 2020 Jun 1;27(11):927-40.
[16] Kardooni MR, Shishehsaz M, Mosalmani R. Three-Dimensional Thermo-Mechanical Elastic Analysis of Functionally Graded Five Layers Composite Sandwich Plate on Winkler Foundations. Journal of Composites Science. 2022 Dec 5;6(12):372.
[17] Kardooni MR, Shishehsaz M, Moradi S, Mosalmani R. Free Vibrational Analysis of a Functionally Graded Five-Layer Sandwich Plate Resting on a Winkler Elastic Foundation in a Thermal Environment. Journal of Composites Science. 2022 Oct 31;6(11):325.
[18] Srinivas S, Rao AK. Bending, Vibration and Buckling of Simply Supported Thick Orthotropic Rectangular Plates and Laminates. International Journal of Solids and Structures. 1970 Nov 1;6(11):1463-81.
[19] Brinson HF, Brinson LC. Polymer engineering science and viscoelasticity. An introduction. Springer 2008 Jan 99:157.
[20] Reddy JN. Mechanics of laminated composite plates and shells: theory and analysis. CRC press; 2003 Nov 24.