بررسي عددي تاثير متقابل سوراخ هاي متعدد بر ضريب تمركز تنش در ورق هاي ايزوتروپيك و كامپوزيتي

Numerical Investigation of the Interaction of Multiple Holes on the Stress Concentration in Isotropic and Composite plates

وجود ناپيوستگي‏هاي هندسي در يك جسم مانند ترك، گوشه‏ هاي تيز، تغيير سطح مقطع، سوراخ و يا حتي تغيير در جنس ماده مي‏تواند عامل ايجاد تمركز تنش در يك بارگذاري شود. در اين مقاله، به بررسي عددي ضريب تمركز تنش در ورق ايزوتروپيكي و ورق كامپوزيتي كربن اپوكسي كه ماهيت ارتوتروپيكي دارند با وجود سوراخ هاي متعدد با هندسه‏ هاي دايروي، بيضوي، مستطيلي، مربعي و شش ضلعي منتظم در نرم افزارAbaqus پرداخته شده است. نتايج بررسي عددي نشان مي دهد كه ضريب تمركز تنش بستگي به اندازه، شكل، تعداد و موقعيت ناپيوستگي دارد. ماكزيمم ضريب تمركز تنش در مرز سوراخ و در موقعيت لبه هاي عمود بر راستاي بارگذاري كششي رخ مي دهد و ضريب تمركز تنش در سوراخ هاي با شكل هاي ساده تر، كمتر از شكل هاي با رئوس بيشتر و تيزتر است. در بين چندضلعي ها، هر چقدر تعداد رئوس كمتر باشد ضريب تمركز تنش كمتر خواهد بود و از بين شكل ها، ماكزيمم تمركز تنش متعلق به شش ضلعي منتظم و كمترين مربوط به ورقهاي با سوراخ دايره اي است.

The being of geometric discontinuities in a body under loading such as cracks, sharp corners, cross-sectional changes, holes or even changes in the material can cause stress concentration. In this paper, the numerical study of the stress concentration Factor in the isotropic plate and the Carbon/Epoxy composite plates , which are orthotropic in nature, have been studied in Abaqus software with numerous holes in circular, elliptical, rectangular, square and hexagonal geometries. Numerical results indicate that the stress concentration factor depends on the size, shape, number and position of discontinuity. The maximum stress concentration factor occurs at the boundary of the hole in the perpendicular position of the tensile loading direction and the stress concentration factor in the holes with simpler forms is less than those with more vertices and sharper corners. Among the polygons, how much the number of vertices is smaller, the stress concentration factor is lower, and between the forms, the maximum stress concentration factor belongs to the regular hexagon and the smallest value of SCF is in the plate with circular hole.