بررسی رفتار غیرخطی پوسته های چندلایه نسبتا ضخیم تحت بارگذاری جانبی

در مقاله حاضر رفتار غیرخطی هندسی پوسته های استوانه ای و کروی ساخته شده از مواد مرکب چندلایه تحت بارگذاری جانبی با استفاده از روش اجزای محدود مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. به دلیل وجود تغییر شکل های بزرگ، مسئله با حضور عبارت های کرنش غیرخطی در نظر گرفته شده است. خواص مواد چندلایه به صورت الاستیک خطی و غیر ایزوتروپ فرض شده است. روابط سازگاری در المان بر اساس فرمول بندی پوسته های کم عمق و بر اساس تئوری مرتبه اول برش عرضی توسعه داده شده است. برای تحلیل پوسته ها المان دوخطی (4 گره ای) با هزینه ی محاسباتی پایین معرفی شده و کلیه ی محاسبات المانی در دستگاه مختصات طبیعی المانی انجام گرفته است. شعاع انحنای هندسه مستقیما در فرمولاسیون المانی قرار گرفته و اثرات انحنا در دو راستا در محاسبات مربوط به هر المان وارد می شود. با توجه به این که رفتار نوعی پوسته های دارای انحنا با تغییرشکل های بزرگ تحت بارگذاری جانبی نیاز به تحلیلی فراتر از نقطه ی حدی دارد، الگوریتم طول کمان توسعه داده شده است تا این مسئله و پدیده تبدیل مود قابل پیش بینی باشد. کد عددی تهیه شده در زبان برنامه نویسی متلب توانایی تحلیل هر نوع پوسته با هندسه فضایی را داراست. پس از صحت سنجی، تحلیل حساسیت رفتار غیرخطی پوسته های انحنادار نسبت به تغییر در آرایش لایه چینی و شرایط مرزی انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که المان توسعه داده شده با وجود درجات آزادی و هزینه محاسباتی کم، دقت مناسبی را ارائه می کند.

Keywords:

تحلیل غیرخطی هندسی , پوسته نسبتا ضخیم , تغییرشکل های بزرگ , المان دوخطی , روش طول کمان , ماده مرکب چندلایه