روش آیزوژئومتریک رویکردی جدید در حوزه مکانیک محاسباتی محسوب می شود که در آن از توابع نربز و بی-اسپلاین برای مدل سازی هندسه و نیز تقریب سازی مساله استفاده می شود. مزیت روش آیزوژئومتریک در این است که فرآیند گسسته سازی و حل مسئله یکپارچه می شود که خود باعث صرفه جویی در زمان و هزینه محاسبات خواهد شد. در این پژوهش به کمک روش های حساب تغییراتی و نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول، معادلات حاکم مربوط به کمانش ورق نازک مستطیلی تقویت شده با هندسه های متنو ع برای تقویت کننده به دست آمده است. شکل تقویت کننده و محل قرارگیری آن روی ورق دلخواه در نظر گرفته می شود. با استفاده از انرژی پتانسیل کل، رابطه کمانش ورق به دست آورده می شود و با گسسته سازی به روش آیزوژئومتریک، دستگاه معادلات مربوطه حل شده است. یکی از مزایای اصلی این روش، عدم نیاز به شبکه المان های خیلی ریز برای یکپارچه کردن اتصال ورق و تقویت کننده ها است که منجر به حصول جواب هایی دقیق تر در مقایسه با سایر روش های عددی و نیز نرم افزارهای تجاری با همان تعداد مجهولات می شود. در انتها نتایج به دست آمده از حل چند مثال ارائه شده و با مقایسه با نتایج روش های تحلیلی و عددی در دسترس اعتبارسنجی می شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

ساختارهای های الیاف-فلز با نام اختصاری FML (Fiber Metal Laminates) در ساختارهای کامپوزیت شناخته می شوند. این ساختارها به دلیل خواص خوبی از جمله صرفه جویی وزنی و همچنین خواص صنعتی دیگری نظیر مقاومت در برابر آتش، حد تحمل بالا و مقاومت در برابر پایداری استاتیکی، ضربه و خوردگی به طور گسترده در صنایع هوایی کاربرد دارند. این مواد دارای خصوصیات خاصی همچون مقاومت بالا و وزن کم می باشند. بحث رفتار کمانشی یکی از مهم ترین بحث های علم مکانیک است. بنابراین، مقاوم سازی و افزایش استحکام سازه ها در برابر پایداری استاتیکی یا رفتار کمانشی، بخش وسیعی از مطالعات پژوهشگران را تشکیل داده است. پژوهش پیش رو، به تاثیر نانوذرات رس بر روی پایداری استاتیکی یا رفتار کمانشی فلز-مواد مرکب بازالت اپوکسی به صورت تجربی می پردازد. چند لایه الیاف-فلز بازالت اپوکسی ساخته شده، از دو رویه آلومینیومی 2024 ساخته شده که بین آنها هسته نانوکامپوزیتی بازالت اپوکسی حاوی نانورس قرار گرفته است. هسته نانوکامپوزیتی شامل الیاف بازالت با وزن واحد سطح 300 گرم بر متر مربع، رزین EPR1080، سخت کننده EA1080 و نانوذرات رسی بنتونیت با درصدهای 0، 1، 3 و 5 می باشد. تمام نمونه های تحت آزمون کمانش با روش لایه چینی دستی انجام گرفته است. آزمایش های کمانش با استفاده از دستگاه تست کشش با سرعت 5/0 میلیمتر بر دقیقه انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمایش های کمانش نشان دهنده این است که، تیر FML با 5 درصد وزنی نانورس نبست به سایر درصدهای وزنی دارای بار بحرانی به مراتب بالاتری است. همچنین با افزایش درصد وزنی نانو ذرات رس، میزان جذب انرژی افزایش می یابد.

امروزه استفاده از کامپوزیت های FRP به عنوان روشی نوین برای تقویت اعضای سازه های فولادی مورد توجه محققان قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، با انجام مدل سازی و تحلیل استاتیکی ورق ها و مقاطع فولادی در نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS، اقدام به ارزیابی مقادیر تغییرشکل ها، قبل و پس از تقویت با ورق های GFRP گردیده است. نتایج بدست آمده میزان افزایش سختی و ظرفیت باربری صفحات و تیر های I شکل فولادی مورد مطالعه را نشان می دهد. در این روش مقاوم سازی، با قرارگیری ورق GFRP بر روی بال تیر نتایج بهتری نسبت به حالت چیدمان ورق برروی جان حاصل می گردد. برای ستون های فولادی با مقطع توخالی و I شکل مورد بررسی نیز با مقایسه رفتار محوری و جانبی نمونه ها قبل و بعد از تقویت، نتایج میزان افزایش سختی محوری و به دنبال آن افزایش ظرفیت حمل بار ستون نسبت به نمونه های تقویت نشده را نشان می دهد. در پژوهش حاضر، تاثیر میزان ناکاملی هندسی اولیه بر کاهش ظرفیت صفحات فولادی تقویت شده و تقویت نشده نیز ارزیابی گردیده است. نتایج نشان می دهد از طریق تقویت صفحات فولادی با ورق GFRP می توان میزان حساسیت آن ها را نسبت به مقادیر مختلف نقص هندسی اولیه بویژه برای صفحات با نسبت پهنا به ضخامت بالاتر کاهش داد.