تحلیل ضربه سرعت پایین ورق چند لایه مرکب با کمک قانون برخورد اصلاح یافته

در این مقاله یک قانون برخورد اصلاح‌شده جدید برای برخورد ضربه زننده با سرعت‌پایین بر روی ورق‌های مرکب چندلایه ارائه می‌گردد. در این روش برای اولین بار با ارائه یک فرایند حل تحلیلی جدید با کمک‌گیری از اصل انرژی پتانسیل مینیمم و استفاده از رابطه توانی غیرخطی تماس بین ضربه زننده و‌‌ سازه هدف، ضرایب مجهول قانون توانی تماس به‌صورت صریح بدست می‌آید. بر این اساس ضرایب قانون تماس برای انواع مختلفی از مسائل ضربه با سرعت‌پایین در ورق‌های چندلایه مرکب محاسبه گردیده است. به کمک این روش جدید، محدوده معتبر جهت استفاده از قانون هرتز برای ورق‌های چندلایه مرکب بدست می‌آید. با استفاده از این روش، علاوه بر کاهش زمان حل، فرایند حل مسئله با همگرایی مناسبی انجام می شود. قانون برخورد جدید نشان می‌دهد که برای هر مسئله برخورد این قانون ازنظر مقادیر ضرایب، منحصربه‌فرد می‌باشد. از طرفی این قانون نشان می‌دهد که ضرایب استفاده‌شده در آن به‌شدت وابسته به شرایط مرزی، خصوصیات هندسی و موادی، سازه هدف و ضربه زننده می‌باشد. نتایج بدست آمده از این روش، تطابق خوبی با دیگر نتایج تجربی و عددی دارد. در این روش پاسخ نیروزمان، پاسخ سازه به ضربه در شرایط تکیه‌گاهی مختلف و اثرات پارامترهای فیزیکی و هندسی از قبیل جرم، سرعت و قطر ضربه زننده، همچنین ابعاد سازه هدف بر روی تاریخچه نیرو بررسی می‌شود.

Low Velocity Impact Analysis of Laminated Composite Plates with using modified contact law

In the present paper, a new systematic iterative analytical procedure for lowvelocity impact analysis of composite plates is presented. In this method, assuming the exponential equation similar to the Hertzian contact law, using the principle of minimum potential energy and the energybalance model between the indenter and the plate, the unknown coefficients of the exponential equation are obtained analytically. The elastic strain energy resulting from bending in the composite plate and external work due to indentation load is evaluated using an appropriate shape function for the composite plate deformation. Using the present method, in addition to reducing the runtime, the problemsolving process is carried out with appropriate convergence. Accordingly, contact coefficients for various types of composite plates with different boundary conditions have been calculated. The results are in good agreement with the experimental and numerical results. The forcetime response and structure response to lowvelocity impact with various boundary conditions are investigated. Also, considering the importance of physical and geometrical parameters such as mass and velocity of the impactor, the dimension of the composite plate, and the effect of these parameters on contact force history are studied. It has been shown that with increasing diameter and velocity of the impactor, exponent value in nonlinear equation contact will increase, while this parameter decreases with increasing mass of the impactor