بررسی رفتار دینامیکی تیرهای مدرج تابعی سرامیک–فلز تحت ضربه کم سرعت: یک مطالعه مبتنی بر مدل سازی لایه ای و حل دینامیک صریح

در این پژوهش رفتار دینامیکی تیرهای هدفمند سرامیک–فلز تحت ضربه کم سرعت مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش تحلیلی، معادلات حرکت تیر با استفاده از تئوری تیموشنکو و روش ریتز استخراج شده و ویژگی های وابسته به ضخامت بر اساس تابع هدفمند ترکیبی و قانون اختلاط تعیین شده اند. در بخش عددی، مدل سه بعدی تیر به صورت ۳۰ لایه مجزا و پرتابه به صورت کره صلب با سرعت های اولیه مختلف شبیه سازی شده است. تماس غیرخطی سطح به سطح و حلگر دینامیک صریح برای مدل سازی دقیق فرآیند ضربه به کار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش سرعت ضربه زننده منجر به افزایش قابل توجه نیروهای تماسی، دامنه تغییر شکل ها و شدت نوسانات تیر می شود. همچنین مقایسه بارگذاری طولی و عرضی نشان می دهد که تمرکز تنش و تغییر شکل های موضعی در بارگذاری عرضی بیشتر بوده، در حالی که شرایط مرزی دو سر گیردار نقش موثری در کاهش دامنه ارتعاشات و بهبود پایداری سازه دارد. همگرایی مناسب مش و تطابق روند نتایج با داده های موجود، صحت مدل عددی ارائه شده را تایید می کند. یافته های این تحقیق می تواند در طراحی و بهینه سازی تیرهای هدفمند در کاربردهای حساس به ضربه مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

تیرهای هدفمند ، ضربه کم سرعت ، روش ریتز ، دینامیک صریح ، کامپوزیت سرامیک–فلز