بررسی تحلیلی ضربه مایل سرعت‌پایین روی پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی

در این مقاله به تحلیل دینامیکی پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی تحت ضربه مایل سرعت پایین توسط یک ضربه زننده کروی پرداخته شده است. معادلات حرکت بر اساس تئوری کلاسیک پوسته (CST) و با استفاده از روش نیوتن استخراج شده‌اند. شرایط مرزی پوسته دو سر ساده در نظر گرفته شده است. مؤلفه‌های جابه‌جایی با توجه به شرایط مرزی به‌صورت بسط سری فوریه دوگانه نوشته شده‌اند. برای بدست آوردن فرکانس طبیعی و پاسخ پوسته استوانه‌ای تحت بارگذاری ضربه سرعت‌پایین، معادلات حرکت با استفاده از روش توابع وزنی گالرکین حل شده است. تاریخچه نیروی تماس، با استفاده از مدل جرم و فنر بهبودیافته (IS-M) و با بهره‌گیری از قانون خطی هرتز پیش‌بینی شده است. برای صحه‌گذاری، نتایج با نرم‌افزار المان محدود آباکوس و آخرین کارهای انجام شده در این زمینه مقایسه شده اند که مطابقت خوبی بین پارامترهای تاریخچه نیروی تماس نظیر بیشینه نیروی تماس و زمان تماس وجود دارد. در این مطالعه اثر پارامترهای هندسی پوسته مانند نسبت طول به شعاع (L⁄R) و نسبت ضخامت به شعاع (h⁄R) و هم‌چنین اثر پارامترهای ضربه زننده شامل سرعت (v_۰)، جرم (m_i) و زاویه برخورد ضربه زننده (γ) بر روی پاسخ ضربه بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

ضربه مایل سرعت پایین ، پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی ، مدل جرم و فنر بهبود یافته ، تاریخچه نیروی تماس