تحلیل رفتار کمانش تیر-ستون ماهیچه‌ای کامپوزیتی چند لایه با مقطع ناودانی تحت نیروی محوری و لنگر انتهایی

چکیده مقاله

امروزه، استفاده از المان‌های پوسته‌ای کامپوزیتی نظیر تیرهای ماهیچه‌ای با مقطع جدار نازک به دلیل قابلیت آن‌ها در مصرف بهینه مصالح و کاهش وزن سازه در بسیاری از صنایع از جمله هوا فضا، دریایی و خودرو سازی افزایش قابل توجهی یافته است. طراحی اعضای جدار نازک بایستی به گونه‌‌ای صورت پذیرد که پارامتر نسبت استحکام به وزن تا حد قابل قبولی بالا باشد تا از نظر صرفه‌‌جویی در مصرف مصالح و هزینه بهینه گردند. با توجه به این نکته در این تحقیق، پایداری خمشی-پیچشی تیر-ستون ماهیچه‌ای جدار نازک با نیم‌رخ ناودانی از جنس کامپوزیت الیافی تحت شرایط مرزی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، انرژی پتانسیل کلی حاکم بر مسئله بر مبنای مدل ولاسو برای مقاطع جدار نازک باز، تئوری کلاسیک لایه‌ای و با فرض چیدمان متقارن استخراج می‌گردد. سپس با استفاده از روش تحلیلی رایلی-ریتز، مقدار بار کمانش خمشی-پیچشی با توجه به شرایط مرزی حاکم بر عضو محاسبه می‌شود. پس از تأیید صحت و دقت روش ارائه شده با استفاده از نرم افزار المان محدود انسیس، تاثیر عوامل مهمی مانند پیش بارگذاری محوری، خروج از مرکزیت بار محوری فشاری، جنس الیاف، چینش لایه‌ها، شرایط مرزی و ضرایب باریک‌شوندگی بال و جان بر ظرفیت کمانشی عضو کامپوزیتی مدنظر بررسی می‌شود.