تحلیل کمانش پوسته استوانه ای کامپوزیتی دارای گشودگی با استفاده از روش مربعات تفاضلی تعمیم یافته

در مقاله حاضر کمانش محوری پوسته های استوانه ای کامپوزیتی کامل و دارای گشودگی مستطیلی بر پایه تئوری برشی مرتبه اول بررسی شده است. معادلات در حالت کلی به صورتی نوشته شده که قابل تبدیل به هر یک از تئوری های دانل، لاو و یا ساندرز هستند. برای مطالعه پوسته دارای گشودگی فضای حل مسئله به گونه ای المان بندی شده که شرایط مرزی و بارگذاری در لبه های هر المان یکنواخت باشد. برای هر المان، معادلات حاکم به کمک روش مربعات تفاضلی تعمیم یافته در راستای طولی و محیطی گسسته شده و با مونتاژ این معادلات یک دستگاه معادلات جبری تشکیل شده است. گسسته سازی شرایط مرزی در لبه های پوسته و لبه های گشودگی و شرایط سازگاری در مرز مشترک المان ها نیز به کمک همین روش انجام شده است. در نهایت، با استفاده از حل مقدار ویژه بار بحرانی پوسته محاسبه شده است. برای صحه گذاری روش ارائه شده، نتایج حاصل از آن با نتایج موجود در مقالات و نیز نتایج نرم افزار المان محدود آباکوس مقایسه شده است. پس از اطمینان از کارایی روش حاضر، از آن برای بررسی اثر پارامترهای مختلف در کمانش پوسته های کامل و دارای گشودگی استفاده شده است. این بررسی ها نشان می دهد که لایه چینی پوسته تاثیر بسزای بر بار کمانش پوسته های کامل و دارای گشودگی دارد. ضمن اینکه تاثیر افزایش اندازه گشودگی برای لایه چینی های مختلف یکسان نیست. اما، برای یک لایه چینی یکسان، رفتار پوسته ها در برابر تغییر اندازه گشودگی مستقل از جنس است. علاوه بر این نتایج نشان داد که پوسته دارای گشودگی مربعی بار بحرانی بیشتری نسبت به پوسته با گشودگی مستطیلی هم مساحت دارد.

کلیدواژه ها:

Buckling ، Composite Shell ، Cutout ، First-order Shear Deformation Theory (FSDT) ، Generalized Differential Quadrature Method (GDQM) ، کمانش ، پوسته کامپوزیتی ، گشودگی ، تئوری تغییرشکل برشی مرتبه اول ، روش مربعات تفاضلی تعمیم یافته