بررسی رفتار کمانشی پوسته‌های کامپوزیتی تقویت شده مشبک مخروطی تحت بار محوری

امروزه پوسته‌های تقویت ‌شده مشبک کامپوزیتی، کاربردهای بسیاری در صنایع هوافضا دارند. این سازه‌ها شامل یک پوسته خارجی کامپوزیتی است که برای تقویت آن از ریب‌هایی که به صورت مارپیچ و محیطی، به طور معمول در سطح داخلی پوسته قرار می‌گیرند، استفاده می‌شود. یکی از انواع این سازه‌ها که در ساخت بدنه پرتابه‌های فضایی استفاده می‌شود، پوسته‌های مخروطی است. در این پژوهش به بررسی رفتار کمانشی پوسته‌های کامپوزیتی تقویت‌شده‌ مشبک مخروطی تحت بار محوری پرداخته‌ شده‌است. برای این منظور از روش‌ تحلیلی-تقریبی معادل‌سازی و اجزا محدود استفاده شده و اثر پارامترهای زاویه الیاف در پوسته خارجی، زاویه ریب‌های مارپیچ، تعداد ریب‌ها و زاویه راس مخروط بر روی بار کمانشی این سازه‌ها بررسی شد. در روش تحلیلی – تقریبی، مجموعه تقویت‌کننده‌ها با یک پوسته که از نظر سفتی معادل با یکدیگر هستند، جایگزین شدند. بر این اساس، ماتریس‌های سفتی کشش، کوپلینگ و خمشی معادل برای تقویت‌کننده‌ها محاسبه شدند. در نهایت با استفاده از روش ریتز، بار کمانشی آنها محاسبه شد. در روش اجزا محدود نیز با استفاده از نرم‌افزار انسیس پوسته مخروطی مدل‌سازی و تحلیل شد. در تحلیل اجزا محدود، دو نوع مود کمانشی برای این سازه‌ها مشاهده شد. همچنین نتایج حاصل از روش معادل سازی نیز نشان داد که سازه با زاویه ریب‌های 30 درجه و زاویه الیاف بین 70 تا 80 درجه می‌تواند حالتی بهینه برای طراحی سازه باشد.