عنوان مقاله :
تحليل كمانش پوسته‌هاي استوانه‌اي كامپوزيتي هيبريدي تقويت شده با الياف حافظه‌دار در محيط گرمايي
عنوان به زبان ديگر :
Buckling analysis of hybrid laminated composite cylindrical shells reinforced with shape memory alloy fibers in thermal environment
پديد آورندگان :
نكوئي، مرتضي دانشگاه آزاد اسلامي واحد كهنوج - گروه مهندسي مكانيك، كهنوج، ايران , محمدي، ميثم دانشگاه ولي عصر رفسنجان - گروه مهندسي مكانيك، رفسنجان، ايران , راغبي، مهدي دانشگاه بيرجند - گروه مهندسي مكانيك، بيرجند، ايران
كليدواژه :
كمانش , پوسته‌هاي استوانه‌اي كامپوزيتي هيبريدي , آلياژهاي حافظه‌دار , مدل ساختاري برينسون , روش مربعات تفاضلي تعميم‌يافته
چكيده فارسي :
وسايل پرنده سرعت بالا به‌دليل حرارت آيروديناميك عموما تحت تاثير تغييرات دمايي مي‌باشند كه اين باعث كاهش عملكرد در اثر ناپايداري مي‌شود. آلياژهاي حافظه‌دار به‌دليل توليد نيروي كششي بزرگ با افزايش دما، مي‌توانند جهت تقويت چنين سازه‌هايي مورد استفاده قرار گيرند. در اين پژوهش، كمانش محوري پوسته‌هاي استوانه‌اي كامپوزيتي تقويت شده با الياف حافظه‌دار نايتينول مطالعه شده است. خواص الياف حافظه‌دار با استفاده از مدل برينسون محاسبه و معادلات حاكم بر اساس تئوري كلاسيك پوسته با در نظر گرفتن غيرخطي هندسي ون كارمن و تقريب اول لاو به كمك حالت استاتيكي جابجايي مجازي استخراج شده است. براي حل معادلات از روش مربعات تفاضلي تعميم‌يافته در جهت طولي استفاده گرديده و اثر پيش كرنش، كسر حجمي و موقعيت الياف حافظه‌دار بر بار بحراني كمانش پوسته‌هاي استوانه‌اي در شرايط مرزي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد، استفاده درصد كمي از الياف حافظه‌دار داراي پيش كرنش، بار بحراني كمانش را به‌طور قابل توجهي افزايش مي‌دهد. همچنين، استفاده از الياف حافظه‌دار در جهت طولي و در لايه نزديك به سطح داخلي استوانه نتيجه مطلوبي در افزايش بار بحراني كمانش دارد.
چكيده لاتين :
High-speed flying objects are subjected to temperature variation caused by aerodynamic heat, which reduces flight performance due to instability. Due to high tensile force generated by increasing temperature, Shape Memory Alloys (SMA) may be used to reinforce these structures. In this study, the axial buckling of composite cylindrical shells reinforced with SMA fibers made of Nitinol is studied. Properties of SMA fibers are determined using the Brinson's constitutive model. Governing equations are derived using classical shell theory with the Von-Karman type of geometrical non-linear in conjunction with Love's first approximate accompanied with the static mode of virtual displacement principle. To solve the governing equations generalized differential squares method are used in longitudinal direction. The effect of pre-strain, volume fraction and position of SMA fibers on the critical load of the cylindrical shells are investigated. Results show that shell reinforcement with small percentage of pre-strained SMA fibers significantly increases the critical load. Also, the use of SMA fibers in the longitudinal direction and in the layer close to the inner surface of the cylinder has a favorable result in increasing the critical load.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك دانشگاه تبريز
