مدلسازی انتشار امواج جابهجایی حاصل از ضربه روی صفحات چندلایه کامپوزیتی

در این مقاله، انتشار امواج ناشی از ضربه روی ورقهای کامپوزیتی چندلایه با روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. با درنظرگرفتن یک مدل المان محدود ماتریس‏های جرم، سفتی و نیرو بهدست آمده است. معادلات حرکت حاکم بر ورق و ضربهزننده بهصورت کوپل و با استفاده از دو روش انتگرالگیری عددی نیومارک و روش نیکلسون حل شده است. برای مدلسازی نیروی برخورد، از قانون تماس اصلاحشده هرتز بهره گرفته ‏شده؛ بهطوریکه مدل ایجادشده قابلیت درنظرگرفتن دفعات متعدد بارگذاری و باربرداری در حین برخورد را دارد. در قسمت نتایج بعد از مقایسه دو روش انتگرالگیری، مقدار بهینه برای پارامترها انتخاب شده است. همگرایی نتایج عددی با افزایش تعداد المان‌ها مورد بررسی قرار گرفته است و اثر شرایط مرزی بر مقدار حداکثر نیروی برخورد و تعداد دفعات برخورد مورد بررسی قرار گرفته است. انتشار امواج ناشی از ضربه برای شرایط مرزی مختلف ورق مورد بررسی قرار گرفته و زمان و چگونگی انتشار امواج و برخورد آن با مرزها و نیز شکل امواج در زمان‌های مختلف از جمله زمان اتمام تماس و زمان رسیدن نیروی تماس به ماکزیمم مقدار بهدست آمده است. تحلیل نتایج مشخص می‌کند که، چگونگی انتشار امواج به شرایط مرزی وابستگی زیادی داشته و به نوع لایه‌گذاری نیز بستگی دارد و سرعت انتشار امواج در جهات مختلف برای ورق کامپوزیتی متفاوت است.