مطالعه تجربی و عددی رفتار استاتیکی ورق های مرکب دوپایای متشکل از سه نوار فلزی در لایه میانی

در این پژوهش، چینش جدیدی از ورق های مرکب هیبریدی دوپایا متشکل از الیاف کربن تک جهته با زاویه ۹۰درجه در قسمت بالایی و پایینی ورق و نوارهای فلزی و الیاف کربن تک جهته با زاویه صفر در قسمت میانی معرفی شده است. رفتار استاتیکی ورق با روش اجزای محدود و به صورت تجربی، مطالعه و بررسی شده است. این سازه برخلاف ورق های مرکب دوپایای معمول دارای دو حالت پایدار مشابه و نیروی پرش یکسان است. راستای انحنای اصلی ورق در هر دو حالت پایدار، یکسان ولی در جهت عکس یکدیگر است و هنگام تغییر شکل بین دو حالت پایدار تغییر نمی کند. این ویژگی در ساخت سازه های مورفینگ می تواند جالب و پرکاربرد باشد. در روش اجزای محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس اثر پارامترهای مختلف مانند عرض و خواص مکانیکی نوارها، ضخامت لایه ها و طول جانبی بر رفتار استاتیکی ورق مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجی نتایج به دست آمده از روش اجزای محدود، تعدادی ورق با چینش و مشخصات هندسی مختلف ساخته شده است. مقادیر انحنای اصلی، جابجایی خارج از صفحه و نیروی پرش ناگهانی به صورت تجربی، اندازه گیری و با نتایج روش اجزای محدود مقایسه و سازگاری مناسبی مشاهده شده است. نتایج به دست آمده، نشان می دهد که می توان انحنای اصلی و قابلیت تحمل­پذیری بار این سازه ها را بر اساس نوع کاربرد آنها با تغییر پارامترهای طراحی مانند عرض یا جنس نوارها، ضخامت لایه ها به میزان دلخواه تغییر داد.

کلیدواژه ها:

Bi-Stable ، Hybrid Composite Laminate ، Metallic Strips ، Major Curvatures ، Snap-Through ، Finite Element Simulation ، دوپایا ، ورق مرکب هیبریدی ، نوار فلزی ، انحنای اصلی ، پرش ناگهانی ، شبیه سازی اجزای محدود