روش های جدید تخمین نیروی تماس در ضربه سرعت پایین بر ورق های کامپوزیتی

در این مقاله پاسخ ضربه سرعت پایین بر ورقهای کامپوزیتی با استفاده از سه مدل جدید برای تخمین نیروی تماس، مورد بررسی قرار میگیرد. شرایط مرزی به صورت تکیه گاه ساده و رفتار ماده، الاستیک خطی در نظر گرفته شده است. روابط برمبنای تئوری کلاسیک ورق بوده و روش سریهای فوریه برای حل روابط تحلیلی استفاده شده است. ضربه زننده به صورت جرم بزرگ مطالعه شده و لذا پاسخ ضربه، شبه استاتیک در نظر گرفته شده است. بنابراین در روش اول تخمین نیروی تماس (مدل نیم سینوس)، تاریخچه نیروی تماس ابتدا به صورت یک نیم سینوس در نظر گرفته شده و سپس ماکزیمم نیروی تماس و مدت زمان تماس محاسبه میشود. در روش دوم (مدل جرم و فنر اصلاح شده) یک مدل جرم و فنر دو درجه آزادی، با محاسبه سفتی تماس موثر در آن از یک چرخه سعی وخطا، بیان میشود. در هر دوی این روشها، مدلهای موجود در تحقیقات گذشته به ورق تعمیم داده شده است. در روش سوم که برای نخستین بار ارائه میگردد، ورق به صورت مجموعه ای از فنرهای سری در نظر گرفته شده و با محاسبه مشخصات هر جرم و فنر در این سیستم چند درجه آزادی، نیروی اعمالی بر فنر آخر به عنوان نیروی تماس معرفی میشود. اعتبارسنجی این مدلها با مقایسه با نتایج تحلیلی و تجربی منابع موجود انجام شده و تطابق خوبی در این نتایج مشاهده میشود. روشهای ارائه شده در این مقاله در مقایسه با سایر روشها ساده تر و دارای هزینه محاسباتی کمتری است.