قابليت اطمينان آستانه وقوع فلاتر صفحه چند لايه كامپوزيتي

Flutter reliability analysis of laminated composite plates

در كار حاضر قابليت اطمينان آستانه وقوع فلاتر صفحه چندلايه كامپوزيتي با توجه به عدم قطعيت در متغيرهايي شامل مدل الاستيك، ضريب پواسون، چگالي، ضخامت صفحه و طول صفحه بررسي‌ شده‌است. صفحه موردنظر از چندلايه كامپوزيتي متقارن تحت شرايط مرزي مختلف است كه در رژيم پروازي مافوق صوت موردبررسي قرارگرفته‌است. به‌منظور شبيه‌سازي رفتار حاكم بر صفحه چندلايه كامپوزيتي از نظريه كلاسيك ورق استفاده مي‌شود؛ و اثر نيروهاي آيروديناميكي توسط تئوري پيستون مرتبه اول مدل‌سازي شده‌است. به‌منظور گسسته‌سازي و تحليل معادلات آيروالاستيك حاكم بر صفحه از روش عددي ديفرانسيل مربعي تعميم‌يافته استفاده‌ شده‌است. معادلات حاكم بعد از گسسته‌سازي، با استفاده از محاسبه و تحليل مقادير ويژه حل‌شده و آستانه وقوع پديده فلاتر براي صفحه چندلايه كامپوزيتي به‌دست‌آمده‌است؛ به‌منظور بررسي قابليت اطمينان، توزيع متغيرهاي تصادفي به‌صورت توزيع نرمال استفاده‌شده‌است. درنهايت براي به‌دست‌آوردن قابليت اطمينان آستانه وقوع فلاتر صفحه از روش شبيه‌سازي مونت‌كارلو براي پنج شرط مرزي مختلف استفاده ‌شده‌است. با توجه به نتايج ارائه‌شده، مقدار قابليت اطمينان آستانه وقوع فلاتر صفحه كامپوزيتي براي شرط مرزي تمام لولا بيشتر از ساير شرايط مرزي و شرط مرزي تمام گيردار كمتر از ساير شرايط مرزي خواهد بود. همچنين با توجه به بررسي‌هاي صورت‌گرفته در مورد وضعيت زاويه الياف صفحه كامپوزيتي، مي‌توان نتيجه گرفت با افزايش زاويه الياف صفحه كامپوزيتي قابليت اطمينان آستانه وقوع فلاتر افزايش مي‌يابد.

Composite materials are widely used in modern aerospace flight vehicles, especially because of their high specific strength and lightweight than other materials. Since the study of reliability and uncertainty of composite material design variables in aeroelasticity has received less attention, in the present work the reliability of the laminated composite plate due to uncertainty in variables including elastic model, Poisson coefficient, density, thickness, and length is examined. The composite laminated plate is symmetric with different boundary conditions subjected to supersonic airflow. The classical plate theory and the first-order piston theory are utilized to derive the equation of motion. The differential quadrature method has been used to discretize and analyze the aeroelastic equations. The governing equations after discretization are solved by calculating and analyzing eigenvalues and the occurrence of the flutter phenomenon for the laminated composite plate is obtained. To examine the reliability, the distribution of random variables as a normal distribution has been used. Finally, the Monte Carlo simulation method was used for five different boundary conditions to obtain the reliability of the plate flat threshold. According to the presented results, the reliability value of the composite plate flutter threshold for the full hinge boundary condition (SSSS) will be higher than other boundary conditions and the all-bound boundary condition (CCCC) will be lower than other boundary conditions. Also, according to the studies on the condition of the fiber angle of the composite plate, it can be concluded that increasing the angle of the fiber of the composite plate increases the reliability of the occurrence of the filter threshold.