مدل سازي تحليلي و عددي توزيع نيرو در اتصالات پيچي صفحات ساندويچي كامپوزيتي تحت بار درون صفحه اي

كارشناسي ارشد

سازههاي ساندويچي به دليل نسبت استحكام به وزن بالا و ظرفيت بالا در برابر بارهاي خمشي كاربرد زيادي در زمينههاي مختلف از جمله صنايع هوافضا دارند. در اتصالات پيچي سازههاي فولادي، معمولاً نيروي برشي اوليه بر روي چند پيچ به صورت يكنواخت توزيع ميشود. در اين نوع سازهها احتمال برش پيچ بيشتر از خرابي اعضا اتصال است. اين در حالي است كه در مواد كامپوزيتي ناهمسانگرد توزيع نيرو غيريكنواخت بوده و احتمال خرابي اعضا كامپوزيتي از پيچ بيشتر است. در اين تحقيق، توزيع نيروي پيچ در اتصال پيچي تك لبهي سازه ساندويچي با هسته فوم و رويههايي از جنس شيشه- اپوكسي به صورت تحليلي و عددي تحت بررسي قرار گرفته است. اتصالات پيچي مورد بررسي، داراي شرايط خاصي از جمله خواص برشي در هسته ساندويچ، پيشبار بر روي پيچ و اصطكاك ميباشد. اتصال تحت بررسي يك اتصال تكلبه با سه پيچ است كه داراي فواصل يكساني نسبت به هم ميباشند و تحت بار تك محوري كششي قرار گرفته است. پس از ارائه روش حل تحليلي و استخراج نتايج با استفاده از كدهاي تهيه شده در نرمافزار متلب، نتايج حل تحليلي و حل عددي با هم مقايسه شده و نكات مهم در اتصال مورد بررسي قرار گرفته است. دو پارامتر مهم در اتصال، ضخامت هسته و مدول يانگ لايههاي فوقاني و تحتاني ساندويچ پانل است. همچنين نشان داده شده است كه اتصالات پيچي در ساندويچ پانلها باعث توزيع نيروي غيريكنواخت در لايههاي فوقاني و تحتاني خواهد شد. اين موضوع باعث ميشود كه نتايج تحليلي و عددي با يكديگر اختلاف قابل توجهي داشته باشند. در نهايت با توجه به اين كه هدف از تحليل اتصالات در كامپوزيتها جلوگيري از شكست در كامپوزيت است، نتيجه گرفته شده كه محاسبه نيروي روي پيچها معيار مناسبي براي جلوگيري از شكست در ساندويچ پانلها نيست و در اين گونه سازهها بايد معيار شكست در ساندويچ پانل به صورت مستقيم بررسي شود.

191122

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا - سازه‌هاي هوايي

دكتر فتح الله طاهري بهروز