تحلیل دینامیکی ضربه‌های غیرهم‌زمان سرعت پایین روی ورق چندلایه کامپوزیتی

یکی از مسائل کاربردی در پدیده برخورد، بررسی ضربه‌های غیر هم‌زمان به سازه است. در این پژوهش، تحلیل دینامیکی ضربه‌های سرعت پایین در زمان‌ها و محل‌های دلخواه روی ورق‌های چندلایه کامپوزیتی ارتوتروپ صورت گرفته است. ابتدا معادلات دینامیکی ورق با استفاده از اصل همیلتون و با فرض تئوری کلاسیک و تغییر شکل‌های کوچک و در نظر گرفتن قانون تماس هرتز در مدلسازی برخورد ضربه‌زننده با هدف بدست آمده است. در ادامه، حل دقیق مسئله با بسط میدان جابجایی و بارگذاری به صورت توابع فوریه دوبعدی ارائه شده است. صحت‌سنجی نتایج بدست آمده در قیاس با مقالات به همراه تحلیل همگرایی پاسخ دینامیکی، نشان‌دهنده اعتبار آن‌هاست. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که زمان و محل ضربه‌ها نقش موثری در برهم نهی امواج ایجاد شده و در نتیجه مقدار حداکثر نیروی تماس، کمینه و بیشینه جابجایی عرضی ایجاد شده در سازه و همچنین مقدار انرژی جذب شده توسط آن را دارد. مدلسازی ضربه‌های غیرهم‌زمان سرعت پایین در آزمایش سقوط آزاد، یکی دیگر از نتایج قابل توجه بدست آمده در این پژوهش است که می‌تواند جایگزین آزمایش‌های متعدد شده و هزینه‌های آزمایش را کاهش دهد.

Dynamic Analysis of Asynchronous LowVelocity Impacts on Laminated Composite Plate

ABSTRACT: Studying asynchronous lowvelocity impacts on the structure is one of the applicable problems in this field. In this research, the dynamic analysis of asynchronous lowvelocity impacts with arbitrary times and locations on the orthotropic laminated composite plates has been investigated. The dynamic equations of motion are obtained using Hamilton’s principle with the assumptions of small deformations and the Hertzian contact law is used for modeling the contact between target and impactors. Then, the closed form solution of the governing equations is obtained using double Fourier expansion of displacement and loading fields. The accuracy of the results has been checked by comparing them to those in the literature in conjunction with the example considering the convergence of the results. Several numerical examples showed that the times and locations of the impacts play an important roleon the superposition of induced waves which affect maximum contact forces, minimum and maximum of the plate transverse displacements, as well as the plate, absorbed energy. Modeling asynchronous lowvelocity impacts of drop test could be mentioned as one of the significant results of this study. This modeling can substitute for experimental tests and decrease the costs.