بررسی تحلیلی ضربه مایل سرعت‌پایین روی پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی

در این مقاله به تحلیل دینامیکی پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی تحت ضربه مایل سرعت پایین توسط یک ضربه زننده کروی پرداخته شده است. معادلات حرکت بر اساس تئوری کلاسیک پوسته (cst) و با استفاده از روش نیوتن استخراج شده‌اند. شرایط مرزی پوسته دو سر ساده در نظر گرفته شده است. مولفه‌های جابه‌جایی با توجه به شرایط مرزی به‌صورت بسط سری فوریه دوگانه نوشته شده‌اند. برای بدست آوردن فرکانس طبیعی و پاسخ پوسته استوانه‌ای تحت بارگذاری ضربه سرعت‌پایین، معادلات حرکت با استفاده از روش توابع وزنی گالرکین حل شده است. تاریخچه نیروی تماس، با استفاده از مدل جرم و فنر بهبودیافته (ism) و با بهره‌گیری از قانون خطی هرتز پیش‌بینی شده است. برای صحه‌گذاری، نتایج با نرم‌افزار المان محدود آباکوس و آخرین کارهای انجام شده در این زمینه مقایسه شده اند که مطابقت خوبی بین پارامترهای تاریخچه نیروی تماس نظیر بیشینه نیروی تماس و زمان تماس وجود دارد. در این مطالعه اثر پارامترهای هندسی پوسته مانند نسبت طول به شعاع (l⁄r) و نسبت ضخامت به شعاع (h⁄r) و هم‌چنین اثر پارامترهای ضربه زننده شامل سرعت (v_0)، جرم (m_i) و زاویه برخورد ضربه زننده (γ) بر روی پاسخ ضربه بررسی شده است.

Analytical investigation of LowVelocity Oblique Impact on Composite Cylindrical Shells

In this paper, dynamic analysis of the composite cylindrical shells subjected to oblique lowvelocity impact by a spherical impactor is investigated. The equations of motion based on classical shell theory (CST) have been extracted using the Newton method. The boundary conditions are considered to be simply supported. The displacement components are written as double Fourier series expansions according to the boundary conditions. In order to obtain the natural frequency and cylindrical shell response under lowvelocity impact loading, the equations of motion are solved using the Galerkin weighted functions method. The contact force history is improved by the massspring modeling method and predicted using the Hertz linear contact law. For verification purpose, the results are compared with the Abaqus finite element software and the latest available literature and good agreement is observed between the contact force history parameters like maximum contact force and the contact time. In this study, the effect of shell geometrical parameters including ratio of lengthtoradius (L⁄R) and ratio of thicknessto radius (h⁄R) and also the effect of impactor parameters including velocity (v_0), mass (m_i) and angle of impact (γ) on the impact response is investigated.