کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4917689 1428527 2017 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Free-edge stress fields in cylindrically curved symmetric and unsymmetric cross-ply laminates under bending load
ترجمه فارسی عنوان
زمینه های استرس آزاد لبه در ورقه های متقارن و نامتقارن متقاطع سیلندر منحنی تحت بار خم
کلمات کلیدی
کامپوزیت، رایگان لبه، ورقه ورقه منحنی، تنش استرس، روش نیمه تحلیلی، تنش بین لامین، تجزیه و تحلیل لایه ای،
ترجمه چکیده
در این مقاله روش تحلیلی برای تعیین میدان جابجایی، فشار و استرس در ورقه های خمشی کرنش استوانه ای منحنی ارائه شده است. لمینیت های متقاطع در نظر گرفته شده ممکن است به صورت متقارن یا نامتقارن لمینیت باشند و در یک انتها درهم شکنند، در حالی که انتهای دیگر با یک لحظه خمشی به طور مساوی توزیع می شود. روش تحلیلی یک رویکرد فشار کششی لایه ای در قسمت های داخلی لمینیت استفاده می کند که در آن تنش ها در هر لایه با فرمول های کافی برای عملکرد استرس ایری نشان داده شده است. در مناطقی که لبه های لامینت آزاد وجود دارد که انتظار می رود زمینه های مهم سه بعدی و احتمالا منحصر به فرد بین سطوح استرس، رویکرد هواپیما با یک فرمول مبتنی بر جابجایی لایه ای که در آن لایه های لمینیت فیزیکی به تعدادی از ریاضیات لایه ها با توجه به جهت ضخامت. معادلات دیفرانسیل حاکم برای توابع غیرفعال اضافی اضافی با توجه به مختصات عرض در شکل معادلات اویلر-لاگرانژ که از بیانیه متغیر پایه ای است، می تواند دقیقا حل شود و در نهایت منجر به مشکل خاصی شود که نیاز به حل عددی دارد. استفاده از شرایط تداوم بین لایه های ورقه های فردی و فرموله کردن شرایط مرزی کافی در لبه های آزاد به صورتی معقول و منسجم، منجر به نمایندگی کامل برای جابجایی، کشش و تنش در هر مکان در لمینیت در نظر گرفته شده می شود. در حالی که روش تجزیه و تحلیل به تقسیم ورقه ورقه به تعدادی از لایه های ریاضی با توجه به جهت ضخامت بستگی دارد و نیاز به یک راه حل عددی از یک مسئله درجه دوم درجه دوم است، آن را ارائه می دهد راه حل های تحلیلی بستر فرم در مورد جهت عرض و بنابراین می تواند طبقه بندی شده به عنوان یک راه حل نیمه تحلیلی است. روش تحلیل ارائه شده با نتایج شبیه سازی عناصر محدود مقایسه شده مقایسه شده است و نشان داده شده است که در توافق خوب است، با این وجود تنها با کسری از تلاش محاسباتی که برای شبیه سازی عناصر محدود می شود مورد نیاز است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
پیش نمایش مقاله
زمینه های استرس آزاد لبه در ورقه های متقارن و نامتقارن متقاطع سیلندر منحنی تحت بار خم
چکیده انگلیسی
In this paper, an analysis method for the determination of displacement, strain and stress fields in cylindrically curved cross-ply laminates under bending load is presented. The considered cross-ply laminates may be either symmetrically or unsymmetrically laminated and are clamped at one end while the other end is loaded by an evenly distributed bending moment. The analysis method employs a layerwise plane strain approach in the inner regions of the laminate in which the stresses in each layer are represented by adequate formulations for Airy's stress function. In the regions of the free laminate edges where significant three-dimensional and possibly singular interlaminar stress fields are to be expected, the plane-strain approach is upgraded by a layerwise displacement-based formulation wherein the physical laminate layers are discretized into a number of mathematical layers with respect to the thickness direction. The governing differential equations for the unknown additional displacement functions with respect to the width coordinate in the form of the Euler-Lagrange equations stemming from the underlying variational statement can be solved exactly and eventually lead to an eigenvalue problem that needs to be solved numerically. Usage of continuity conditions between the individual laminate layers and formulation of adequate boundary conditions at the free edges in an integral sense then lead to complete representations for displacements, strains and stresses at every location in the considered laminate. While the analysis approach relies on a discretization of the laminate into a number of mathematical layers with respect to the thickness direction and further requires a numerical solution of a quadratic eigenvalue problem, it provides closed-form analytical solutions concerning the width direction and can thus be classified as being a semi-analytical solution. The presented analysis method is compared to the results of comparative finite element simulations and is shown to be in good agreement, however with only a fraction of the computational effort that is required for according finite element simulations.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composite Structures - Volume 180, 15 November 2017, Pages 862-875
نویسندگان
, , ,