کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6705041 1428523 2018 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Failure analysis of variable stiffness composite plates using continuum damage mechanics models
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل شکست از صفحات کامپوزیت متغیر سختی با استفاده از مدل های مکانیک خزش پیوسته
کلمات کلیدی
شکست کامپوزیت سختی متغیر، مدل مکانیک آسیب مکانیکی، شبیه سازی تغییر شکل دهی،
ترجمه چکیده
کامپوزیت های سخت افزاری متغیر یک رویکرد جدید در زمینه مواد تقویت شده فیبر را تشکیل می دهند، جایی که جهت حرکت یکپارچه الیاف با استفاده از مسیرهای منحنی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، طراحی و تجزیه و تحلیل آنها چند چالشی را مطرح می کند که باید برای آنها به طور گسترده ای در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. یک مسئله اهمیت خاص عدم اطمینان مربوط به رفتار شکست است، زیرا این ورقه ورقه ها یک توزیع سختی در داخل هواپیما ندارند که ممکن است سبب ایجاد استرس های شدید در داخل هواپیما شود. این گرادیانها، همراه با وجود گرایشهای مختلف درون یک ورقه، منجر به ترکیبی از تنشهای طولی، عرضی و برشی میشوند که ممکن است حالتهای مختلف شکست را ایجاد کند. این مقاله تجزیه و تحلیل را تا زمانی که شکست صفحات سختی متغیر با توجه به مدل مکانیک خزش پیوسته ارائه شده است ارائه دهد. شبیه سازی عناصر محدود بر روی توالی های انباشته مختلف انجام می شود که در آن رفتار مکانیکی تحت بارگذاری بالا با استفاده از عناصر سه بعدی مورد بررسی قرار می گیرد. پاسخ نسبی فیبر غیر متعارف با لمینت های مستقیم فیبر در مقایسه با شبیه سازی های حسابداری و آسیب های غفلت نیز مورد توجه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که حضور خسارت به طور قابل توجهی بر رفتار مکانیکی توالی های شبیه شده تاثیر می گذارد، با افزایش در انحراف بدست آمده بین 40٪ تا 65٪ در مقایسه با مدل های آسیب دیده. تغییرات در عملکرد نسبی بین ورقه های غیر متعارف و سنتی نیز با توجه به انحراف گزارش شده و بار بروز خسارت دیده می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
پیش نمایش مقاله
تجزیه و تحلیل شکست از صفحات کامپوزیت متغیر سختی با استفاده از مدل های مکانیک خزش پیوسته
چکیده انگلیسی
Variable stiffness composites constitute a novel approach in the area of fibre-reinforced materials, where the unidirectionality of fibres is further utilized by following curved paths. However, their design and analysis pose a few challenges which have to be overcome for them to be widely used in industrial applications. One issue of particular importance is the uncertainty associated with the failure behaviour, since these laminates have a non-uniform in-plane stiffness distribution that might result in large in-plane stress gradients. These gradients, together with the existence of varying orientations within a ply, lead to the combination of longitudinal, transverse and shear stresses that may trigger different failure modes. This paper presents the analysis until failure of variable stiffness plates considering a continuum damage mechanics model. Finite element simulations are carried out on various stacking sequences where the mechanical behavior under high loading is investigated using three-dimensional elements. The response of non-conventional fibre orientations is compared with that of straight fibre laminates, while simulations both accounting and neglecting damage are also considered. The results show that the presence of damage remarkably affects the mechanical behavior of the simulated sequences, with increments in the obtained deflection between 40% and 65% as compared with undamaged models. Variations in the relative performance between non-conventional and traditional laminates were also observed in terms of the reported deflection and the damage onset load.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composite Structures - Volume 184, 15 January 2018, Pages 1071-1080
نویسندگان
, ,