ارتعاشات آزاد و اجباری ورق های کامپوزیتی با چیدمان پیوسته برای زوایای الیاف

یکی از مشکلات اساسی ورقهای کامپوزیتی لایه ای، پدیده تورق یا لایه لایه شدن آنها، بدلیل تغییرات پلهای زوایای الیاف و خواص مکانیکی در راستای ضخامت و در نتیجه ایجاد تنشهای بزرگ بین لایه ای است. جهت رفع این مشکل میتوان از مدل تغییرات پیوسته برای زاویه الیاف در جهت ضخامت استفاده کرد. در این مقاله با استفاده از روش اجزا محدود، به تحلیل فرکانسی و ارتعاشات اجباری ورقهای کامپوزیتی لایه ای با زاویه الیاف پیوسته در جهت ضخامت پرداخته می شود. برای این منظور یک ورق مستطیلی با استفاده از المان کامپوزیتی shell 8 node 281 و با تقریب تعداد لایه ی محدود، در نرم افزار انسیس مدل میشود. نتایج عددی نشان میدهد که تقریب 25 لایه، مدل پیوسته را با دقت مطلوبی تقریب میزند. در ادامه مدل پیوسته ی دیگری جهت نحوه تغییرات زاویه الیاف در امتداد ضخامت ارائه میگردد. نتایج عددی نشان میدهد که مدل جدید ارائه شده در مقایسه با مدل اول از سفتی و در نتیجه فرکانسهای طبیعی بالاتری برخوردار است. در بخش نتایج عددی تاثیر توان تابع تغییرات زاویه الیاف و شرایط مرزی بر فرکانسهای طبیعی مورد بررسی قرار میگیرد و شکل مدهای ارتعاشی ورق نیز رسم میگردند. در تحلیل ارتعاشات اجباری، یک بار متمرکز هارمونیک در مرکز ورق اعمال شده و دامنه خیز ورق به ازای مقادیر مختلف فرکانس تحریک و شرایط مرزی مورد مطالعه قرار میگیرد. همچنین فرکانس تشدید با فرکانس طبیعی ورق مقایسه میگردد.

Keywords:

ورق کامپوزیت لایهای با زاویه الیاف پیوسته , فرکانسهای طبیعی , تحلیل هارمونیک.