روش معكوس نوين براي تعيين خواص تك‌لايه كامپوزيتي از يك كامپوزيت لايه‌اي

A new inverse method for determination of unidirectional ply mechanical properties of a laminated composite

در اين تحقيق يك روش نوين تركيبي از نتايج آزمايشگاهي و حل عددي براي تعيين ثوابت الاستيك ورق‌هاي اورتوتروپيك نازك و ضخيم و با چيدمان‌هاي مختلف و همچنين ورق‌‌هاي همگن با شرايط مرزي متفاوت، پيشنهاد شده است. اين روش از داده‌هاي آزمايش ارتعاشي و حل عددي متناظر و روش بهينه‌سازي استفاده مي‌كند. داده‌هاي آزمايشگاهي يك دسته از فركانس‌هاي ويژه است كه از ارتعاش عرضي ورق به-دست مي‌آيد. همچنين، حل عددي برمبناي مدل‌سازي با استفاده از روش المان محدود در يك نرم‌افزاري تجاري حاصل مي شود. براي تعيين ثوابت مادي ورق توسط روش معكوس از الگوريتم بهينه سازي انبوه ذرات در نرم افزار متلب بهره‌برداري شده است. از مجموع مربعات اختلاف بين مقادير اندازه گيري شده آزمايشگاهي و محاسبه شده حل عددي فركانس هاي ويژه به عنوان تابع خطا استفاده شده است. اعتبارسنجي، كارايي و توانايي روش پيشنهاد شده در اين مقاله با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي و تحليلي در دسترس از ديگر مقالات بررسي شده است. دقت بالاتر نتايج به دست آمده از اين روش نسبت به روش‌هاي موجود ارايه شده در مقالات تحت بررسي، به خوبي اعتبار روش پيشنهاد شده را تاييد مي‌كند.

In the present paper, a new combined technique consisting of experimental results and numerical solution for determination of elastic constants of thin and thick orthotropic plates with various stacking sequences, and also isotropic plates under different boundary conditions is proposed. This new proposed technique makes use of vibrational test data, corresponding numerical solution and optimization methods. The vibration test data consists of a set of eigen frequencies that are obtained from transverse vibration test of the plate. The numerical solution is based on a finite element method using a commercial program. Material constants of the plate are determined by use of inverse method and a particle swarm optimization algorithm in MATLAB software. The error function is based on the sum of square difference between experimental data and numerical data of eigen frequencies solution. The validation, performance and ability of the proposed technique in this paper are discussed using experimental and numerical data available in the literature. The higher accuracy of results obtained by the present method in comparison with other methods proved the validity and capability of the new proposed method.