تحلیل تنش‌های برون‌ صفحه‌ای و پدیده لایه‌ مرزی در پوسته‌های نازک کامپوزیتی با لایه‌گذاری متعامد تحت بار حرارتی با شرایط مرزی مختلف

تنش‌های حرارتی بویژه تنش‌های برون‌صفحه‌ای در لایه مرزی در پوسته‌های نازک کامپوزیتی با لایه‌گذاری متعامد که تحت بارگذاری حرارتی قرار دارد مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی با طول محدود تحت بارگذاری حرارتی مدلسازی شده است. برای مدلسازی رفتار پوسته از تیوری لایه‌ای بر مبنای جابجایی استفاده شده است. با درنظر گرفتن فرم میدان جابجایی متناسب برای مساله و با استفاده از تیوری لایه‌ای جابجایی محور، معادلات حاکم بر مساله برای بارگذاری حرارتی پوسته استخراج شده است. از اصل حداقل انرژی پتانسیل کل برای استخراج معادلات حرکت حاکم بر مساله استفاده شده است. معادلات حاکم بر مساله در تیوری لایه‌ای شامل تعداد زیادی معادله دیفرانسیل کوپل می‌باشد. معادلات دیفرانسیل حاکم دکوپله شده و حل تحلیلی آنها برای حالت‌های مختلف شرط مرزی در لبه‌ای ارایه شده و میدان جابجایی پوسته بدست آمده است. با توجه به اینکه به علت اختلاف ضرایب انبساط حرارتی لایه‌های کامپوزیت، تغییرات دما منجر به ایجاد تنش‌های لایه مرزی می‌شود تنش‌های حرارتی بویژه تنش‌های لایه مرزی در پوسته استخراج و بررسی شده است. برای اطمینان از صحت و دقت نتایج روش لایه‌ای، از مدل المان محدود برای صحه‌گذاری بر نتایج تیوری لایه‌ای استفاده شده است. نتایج عددی برای استوانه‌ای کامپوزیتی از جنس شیشه-اپوکسی ارایه شده است. تنش‌های حرارتی بخصوص تنش‌های برون صفحه‌ای در جداره پوسته مخصوصاَ در نواحی نزدیکی لبه‌ها بررسی شده است. تنش‌های برون‌صفحه‌ای عمودی و برشی و همچنین تنش‌های درون صفحه‌‌ای ناشی از بارگذاری حرارتی برای لایه‌گذاری‌های متفاوت و شرایط مرزی مختلف مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.