اثر بازشو و سخت كننده بر رفتار ديناميكي غيرخطي هندسي پوسته هاي تك انحنايي FGM تحت بارهاي انفجاري

Effect of Opening and Stiffener on Geometric Nonlinear Dynamical Behavior of Single-Curved FGM Shells under the Blast Loads

مواد هدفمند (FGM) گونه اي از مواد مركب هستند كه به واسطه ي پيوستگي تركيب مواد تشكيل دهنده، خواص مكانيكي موثر تري نسبت به مواد مركب چند لايه دارا مي باشند كه اين مهم، منجر به از بين رفتن تمركز تنش بين لايه اي مي شود. بيش ترين كاربرد اين مواد در سازه هاي جدار نازك نظير صفحه ها و پوسته ها مي باشد. يكي از موثرترين عوامل تغيير رفتار اين گونه سازه ها به ويژه پوسته هاي تك انحنايي، بارهاي حرارتي و ضربه اي ناشي از انفجار مي باشد كه اين چالش سبب رفتار ديناميكي غيرخطي آن ها مي گردد. همچنين به دليل بعضي مسايل اجرايي، ايجاد بازشو در پوسته ها و تغيير رفتار آن ها در برابر بارهاي انفجاري مسيله اي مهم و پيشنهاد براي حل آن ضرورت مي يابد. از اين رو، به منظور بهبود مقاومت و كاهش مقدار بيشينه ي تغييرمكان، بهره گيري از پوسته هاي هدفمند و استفاده از سخت كننده هاي مناسب، توصيه مي گردد. در اين پژوهش، با استفاده از نرم افزار Abaqus، به ارزيابي تاثير انواع بازشو و سخت كننده بر روي رفتار ديناميكي پوسته هاي تك انحنايي FGM تحت بارهاي انفجاري پرداخته شده است. براي اين كار، اثر شاخص توان حجمي، اثر انواع بازشو و سخت كننده مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي دهد كه با افزايش شاخص توان حجمي مقدار بيشينه ي تغيير مكان پوسته كاهش پيدا كرده است. ايجاد بازشو در مركز پوسته عملكرد بهتري در مقايسه با ايجاد بازشوي گسترده در سطح پوسته داشته است. با افزايش لنگر لختي سخت كننده هاي طولي و حلقوي مقدار بيشينه ي تغييرمكان كاهش يافته است. همچنين، با استفاده ي توام از بازشوي گسترده و سخت كننده هاي طولي مي توان مقدار بيشينه ي تغييرمكان پوسته را تا حد زيادي كاهش داد.

Functionally Graded Materials (FGMs) are kinds of composite materials that due to the continuity of mixture of constituent materials, have more effective mechanical properties which leads to eliminate the interlayer stress concentration. The most common usage of such materials is in thin-wall structures, such as plates and shells. One of the most effective factors in behavior of such structures especially in single-curved shells, thermal loads or Impact loads is caused by explosion. Also, due to some executive needs, make opening in shells and their behavioral changes are important and suggesting solution will be necessary. Therefore, in order to prevent large displacement and resistance improvement, using shells made of FGM and suitable stiffeners, will be suggested. In this study, ABAQUS finite element software has been used to survey the Effect of opening and stiffener on geometric nonlinear dynamical behavior of single-curved FGM shells under the blast loads. In order to do this, the effect of volume fraction index, the effect of different openings and stiffeners has been studied. Results show that by increasing the volume fraction index, the maximum amount of displacement of the shell decreased. Making opening in the center of the shells, has better function in contrast with making opening distribution in the level of shells. By increasing moment of inertia of longitudinal and circular stiffeners, the maximum displacement has been decreased. Also, by utilizing opening distribution and longitudinal stiffeners, the maximum amount of displacement can be reduced.