تاثیر تغییر خواص مواد بر رفتار خمشی ورق های چندلایه

در پژوهش حاضر به بررسی و مطالعۀ تغییرات خواص مواد در محیط‌های گرم و مرطوب و تاثیر آن بر رفتار خمشی ورق‌های چندلایۀ کامپوزیتی پرداخته شده‌است. حرارت و رطوبت از جمله عوامل محیطی هستند که بر خواص مکانیکی مواد پلیمری تاثیر زیادی دارد و در نتیجه موجب تغییر رفتار چندلایه‌های کامپوزیتی پایه پلیمری می شود. به‌منظور بررسی این تغییر رفتار، یک چندلایۀ کامپوزیتی بر اساس فرضیات کیرشهف و تئوری ورق‌های نازک، مدل‌سازی و معادلات حاکم بر خمش چندلایه استخراج شده‌است. سپس معادلۀ حاکم، برای ورق چندلایه با شرایط مرزی چهار طرف تکیه‌گاه ساده به‌صورت دقیق حل شده و پاسخ بسته برای بررسی‌های عددی مورد استفاده قرار گرفته‌است. به‌منظور بررسی تاثیر عوامل محیطی بر روی خواص مکانیکی این ورق ها، از مدل‌های تجربی ارائه‌شده در پژوهش‌های گذشته استفاده شده‌است. در انتها، به‌منظور بررسی بیشتر، تاثیر عوامل دیگر از جمله نظیر ابعاد ورق چندلایه، دما، رطوبت نسبی، کسر حجمی الیاف، کسر حجمی حفره و لایه‌چینی روی خیز بیشینۀ ورق چندلایه مورد مطالعه قرار گرفته‌است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که تغییر میزان رطوبت نسبی یا دما خواص مکانیکی را به‌طور چشم‌گیری کاهش می‌دهد و رفتار ورق چندلایه را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

The effect of material degradation on the bending of laminated plates

In the present study, the effect of material degradation in hygrothermal environment on the bending of laminated composite plates is investigated. Heat and humidity are environmental factors that affect the mechanical properties of polymers and therefore, behavior of laminated composites changes. For investigating these changes, a laminated composite is modeled through the Kirchhoff hypothesis and classical plate theory for thin plates, and the bending governing equations are derived. The resulted equation is solved for a simply supported laminated plate and exact solution is obtained for numerical analysis. The environmental effects on the mechanical properties are modeled using the available experimental results in the literature. Finally, the effects of laminate dimensions, temperature, relative humidity, fiber volume fraction, void volume fraction, layup on the maximum deflection of laminate is investigated in details. Results show that variation of temperature and relative humidity severely reduce the mechanical properties and affect the behavior of laminated plates.