بررسی تحلیلی تیرهای یک سرگیردار مرکب به روش حجم محدود تحت ترکیب همزمان بارگذاریهای مکانیکی و حرارتی

استفاده از روشهای نوین و کارامد در سازه های کامپوزیتی در کاهش تغییرشکلها، افزایش میرایی و محافظت از اجزای سازهای، علی الخصوص المانهای خمشی مانند تیرهای سازهای کامپوزیتی، از اهمیت بسزایی برخوردار است. مطالعه حاضر به بررسی تحلیلی تیرهای یک سرگیردار کامپوزیتی با استفاده از روش حجم محدود تحت ترکیب همزمان بارگذاریهای مکانیکی و حرارتی میپردازد. در این راستا، یک روش حجم محدود جهت افزایش میرایی سازه و کاهش تغییرشکلهای تیرهای کامپوزیت لایه دار توسط نویسندگان ارائه گردید. در این روش از توابع شکل حداقل مربعات متحرک در تقریب متغیرهای میدان پاسخ استفاده شده است. معادلات متشکله با استفاده از فرضیات تغییرشکل برشی مرتبه اول برای تیرهای موردنظر گسستهسازی شد. علاوه بر این، مجموعهای از ترکیب روابط بارگذاریهای مکانیکی و حرارتی همزمان در فرمولاسیون مدل ارائه شده ذکر گردید. در این خصوص، صحت مدل پیشنهادی با روشهای جایگزین موجود در ادبیات فنی، از جمله روش المان محدود و یافته های آزمایشگاهی، تایید گردید. نتایج به دست آمده علاوه بر داشتن ویژگی بدون قفل شدگی برشی، که در روشهای المان محدود متداول است، انطباق خوبی با یافته های تجربی موجود در پیشینه پژوهش دارد. در ادامه، یک تیر یک سرگیردار کامپوزیت چند لایه با توالی لایه چینی مختلف برای اثبات کارایی و عملکرد دقیق مدل ارائه شده بررسی گردید. مشخص شد که با افزایش بارگزاری حرارتی، تغییرشکلهای خارج از صفحه تیر افزایش مییابد. با این حال، تحت بارگزاری حرارتی بالاتر، میرایی در دوره های تناوب۵ کوتاهتر صورت می-پذیرد که این پدیده بعلت وابستگی دمایی مدول الاستیسیته تیرهای کامپوزیت میباشد. نتایج به دست آمده تاثیر کارایی روش پیشنهادی را تایید میکنند.

کلیدواژه ها:

سیستم کامپوزیت ، روش حجم محدود ، بارگذاری حرارتی ، تابع شکل ، تغییر شکل