تحلیل کمانش مرتبه بالای استوانه‌های ساندویچی مرکب

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران

2 استاد، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، تهران

چکیده

در این مقاله، تحلیل کمانش استوانه ساندویچی مرکب با هسته انعطاف‌پذیر بر مبنای تئوری مرتبه بالای پنل‌های ساندویچی ارتقا یافته مورد بررسی قرار می‌گیرد. رویه‌های استوانه ساندویچی از جنس مواد مرکب لایه‌ای ساخته شده‌اند که لایه‌چینی آنها بصورت متقارن و پادمتقارن می‌باشد. مدل مورد مطالعه تحت بارگذاری محوری فشاری و فشار خارجی قرار داد. از تئوری مرتبه اول تغییرشکل برشی و مدل دوم فروستیگ به ترتیب برای میدان‌های جابجایی رویه‌ها و هسته استفاده می‌شود. برای استخراج معادلات حاکم بر کمانش استوانه ساندویچی مرکب از اصل همیلتون استفاده شده‌است. برای حل معادلات حاکم، از روش گالرکین استفاده شده است. در این پژوهش، اثر پارامترهای مهمی هم‌چون نسبت شعاع هسته به ضخامت استوانه، نسبت طول به ضخامت استوانه، نسبت ضخامت رویه به ضخامت استوانه و اثر نسبت طول استوانه به شعاع هسته بر روی پاسخ کمانش استوانه ساندویچی مرکب مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که با کاهش نسبت ضخامت رویه به ضخامت استوانه، نسبت طول استوانه به شعاع هسته و با افزایش نسبت شعاع هسته به ضخامت استوانه، نیروی کمانش استوانه‌های ساندویچی مرکب افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]. Allen, H. G., Analysis and design of structural sandwich panels, London, Pergamon Press, )1969(.

[2]. Zenkert, D., An introduction to sandwich construction, Engineering Materials Advisory Services Ltd, Chameleon Press, London, (1995).

[3]. Lopatin, A. V., Morozov, E.V., Buckling of the composite sandwich cylindrical shell with clamped ends under uniform external pressure, Composite Structures, Vol. 122, pp. 209–216, (2015).

[4]. Livani, M., MalekzadehFard, K., Shokrollahi, S., Higher order flutter analysis of doubly curved sandwich panels
with variable thicknesses under aerothermoelastic loading, Structural Engineering and Mechanics, Vol. 60, No. 1, pp. 1–19, (2016).

[5]. Shahgholian-Ghahfarokhi, D., Rahimi, G., Buckling analysis of composite lattice sandwich shells under uniaxial compression based on the effective analytical equivalent approach, Composites Part B: Engineering, Vol. 174, (2019).

[6]. Pan, D., Chen, L., Zhao, Q., Chen, L., Lin, M., Li, C., Chen, L., Local buckling theoretical calculation method of the FRP foam sandwich cylinder under axial compression, Composite Structures, Vol. 246, (2020).

[7]. Zarei, M., Rahimi, G. H., Hemmatnezhad, M., Global buckling analysis of laminated sandwich conical shells with reinforced lattice cores based on the first-order shear deformation theory, International Journal of Mechanical
Sciences, Vol. 187, (2020).

[8]. Uriol Balbin, I., Bisagni, C., Buckling of sandwich cylindrical shells with shear deformable core through non dimensional parameters, Thin-Walled Structures, Vol. 161, (2021).

[9]. Xiao, P., Yifeng, Z., Jie, S., Zheng, S., Global buckling analysis of composite honeycomb sandwich plate with negative Poisson’s ratio (CHSP-NPR) using variational asymptotic equivalent model, Composite Structures, Vol. 264, (2021).

[10]. Mhada, K., Bourihane, O., A multi-scale model for global buckling and local wrinkling interaction with application to sandwich beams, Structures, Vol. 32, pp. 1398-1407, (2021).

[11]. Zhai, Y., Ma, J., Yan, Y., Li, Q., Wang, S., Wang, G., Thermal buckling and free vibration of composite sandwich curved panels, Composite Structures, Vol. 267, (2021).

[12]. Reddy, J. N., Mechanics of Laminated Composite Plates and Shells, Theory and Analysis, CRC Press, New York, USA, (2004).

[13]. Sanders, J. L., An improved first-approximation theory for thin shells, NASA Technical Report, R-24, (1959).

[14]. Budiansky, B., Sanders Jr., J. L., On the best first-order linear shell theory, Progress in Applied Mechanics, pp. 129–140, (1963).

[15]. Khazaeinejad, P., Najafizadeh, M. M., Mechanical buckling of cylindrical shells with varying material properties, The Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 224, pp. 1551–1557, (2009).

[16]. Sofiyev, A. H., Vibration and stability of composite cylindrical shells containing a FG layer subjected to various loads, Structural Engineering and Mechanics, Vol. 27, No. 3, pp. 365–391, (2007).

[17]. Shen, H. S., Post-buckling analysis of pressure-loaded functionally graded cylindrical shells in thermal environments, Engineering Structures, Vol. 25, pp. 487–497, (2003).