بررسي تاثير پارامترهاي مختلف در تحليل تنش صفحات همسان‌گرد و غيرهمسان‌گرد حاوي گشودگي چهارضلعي مركزي و تحت تنش برشي

A study of the effect of various parameters on the stress analysis of isotropic and anisotropic plates containing a central quadrilateral cutout subjected to shear stress

يكي از نگراني‌هاي طراحان، شكست سازه ها در نتيجه تمركز تنش در ناپيوستگي‌هاي هندسي است. براي جلوگيري از شكست‌هاي ناشي از بارگذاري خستگي در سازه ها، اخيراً مدل‌هاي متعددي براي پيشگويي عمر خستگي ارايه شده است. ضريب تمركز تنش، پارامتري كليدي در نمايش اين مدل‌ها، به ويژه در حضور ترك‌هاي تيز لبه اي است. صفحات كامپوزيتي حاوي گشودگي در بسياري از سازه هاي مهندسي ديده مي-شود. با توجه به پيچيدگي و گستردگي سازه هاي مهندسي، مطالعه‌ دقيق اين سازه‌ها، لازم به نظر مي‌رسد. لذا در اين مقاله، سعي شده است، پارامترهاي موثر بر توزيع تنش اطراف گشودگي چهارضلعي در صفحات كامپوزيتي تحت تنش برشي از روش تحليلي، مورد بررسي قرار گيرد. پارامترهايي شامل: شعاع انحناي گوشه گشودگي، زاويه ي چرخش گشودگي، زاويه ي الياف، كشيدگي گشودگي و جنس صفحه است. در اين تحقيق، ابتدا تاثير پارامترها به تنهايي و سپس تاثير همه‌ي پارامترها در كنار يكديگر و در نهايت، مقادير بهينه پارامترهاي مورد بحث كه منجر به كمترين تمركزتنش مي شود؛ بررسي و معرفي خواهد شد. از روش اجزاي محدود، براي بررسي درستي جواب ها كمك گرفته شده است. نتايج عددي، تطابق خوبي با نتايج حاصل از حل تحليلي حاضر دارد. نتايج نشان مي‌دهند كه پارامترهاي هندسي گشودگي و زاويه‌ي الياف در صفحات كامپوزيتي، تاثير بسزايي روي توزيع تنش اطراف گشودگي دارد.

Structural failure as a result of stress concentration at the geometric discontinuities is one of the concerns of desigrs. To avoid the fatigue failure of structures, several models have been proposed in recent years to predict the fatigue life. Stress concentration factor, especially in the presence of cracks with sharp edge, is a key parameter in displaying these models. perforated composite plates can be seen in many engineering structures. Due to the complexity and breadth of engineering structures, detailed investigation of these structures seems to be needed. In this paper, try to study the effect of various parameters on the stress analysis of composite plates containing a central rectangulare cutout that are subjected to shear stress by analytical method. These parameters are: cutout bluntness, cutout orientation, fiber angle, cutout elongation and material properties. In this paper, The effect of these parameters and the optimal values of the parameters which leads to less stress concentration will be introduced. The finite element method has been used to check the accuracy of analytical results. The analytical results are in good agreement with the numerical results. The results indicated, The cutout geometry and fibr angle in composite plates can be a significant influence on the stress distribution around cutout.