تخمین ضریب تمرکز تنش گشودگی دایره ای واقع در ورق ارتوتروپیک با استفاده از مدلی جدید بر پایه روش رگرسیونی

یکی از دغدغه‌های طراحان سازه‌های مهندسی، شکست سازه در اثر تمرکز تنش ناشی از ناپیوستگی‌های هندسی در سازه است. لذا با توجه به اینکه صفحات کامپوزیتی دارای گشودگی در اغلب سازه‌های مهندسی کاربرد دارند، مطالعه و بررسی آن‌ها از اهمیت بسیاری برخوردار است. هدف از انجام این مقاله ارائه مدلی جدید بر پایه روش رگرسیونی جهت تخمین ضریب تمرکز تنش در گشودگی دایره‌ای در صفحات ارتوتروپیک می‌باشد. از کاربردهای مهم ارائه توزیع تنش در اطراف گشودگی بر حسب خواص مکانیکی، استفاده از این روابط در تحلیل تنش صفحات ویسکوالاستیک دارای گشودگی با استفاده از روش مدول موثر و یا اصل برهمنهی بولتزمن است. در ابتدا با استفاده از مقادیر مختلف خواص مکانیکی کامپوزیت‌ها ، و به کمک حلّی تحلیلی برپایه روش متغیر مختلط، ضریب تمرکرتنش برای تعداد متعددی از این مواد محاسبه شد سپس با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه برای گشودگی دایره‌ای رابطه‌ای صریح برای ضریب تمرکز تنش برحسب خواص مکانیکی ارائه ‌شد. نتایج نشان داد که که مدل رگرسیونی قادر به پیش بینی تنش محیطی با حداکثر خطای 1 درصد می‌باشد.

Estimation of stress concentration factor of circular hole in orthotropic plate using a new model based on regression method

One of the concerns of designers of engineering structures is structural failure due to stress concentration caused by geometric discontinuities in the structures. Therefore, by considering that perforated composite plates are used in most engineering structures, their study is very important. The purpose of this paper is to present a new model based on the regression method for estimating stress concentration factor of a circular hole in orthotropic plates. One of the important applications of providing stress distribution around holes in terms of mechanical properties is the use of these relationships in the stress analysis of perforated viscoelastic plate using the effective modulus method or Boltzmannchr('39')s superposition principle. First, using different values of the mechanical properties of the composites plates, and employing an analytical solution based on the complex variable method, the stress concentration factor of circular hole is calculated for a number of these materials. Then, using multiple linear regression, an explicit expression for the stress concentration factor is given in terms of mechanical properties. The results show that the multiple regression model is able to predict the circumferential stress with a maximum error of less than 1%.