تحليل رفتار ديناميكي صفحات كامپوزيتي نسبتا ضخيم داراي جدايي لايه اي مربعي با استفاده از روش نوار محدود اسپلاين

Dynamic Behavior Analysis of Moderately Thick Composite Laminated Plates Containing Square Delamination Using Spline-Finite Strip Method

رفتار ديناميكي پنل ساخته شده از مواد مركب لايه‌اي مواجه با تحريك مكانيكي هارمونيك داخل صفحه با استفاده از روش نوار محدود مورد بررسي قرار گرفته است. به صورت پيش فرض، يك محدوده جدايي لايه‌اي مربعي پيش از تحريك در ساختار پنل وجود دارد. رشد ترك جدايي در مسأله مد نظر نبوده است و با توجه به خطي بودن مسأله، اثرات اصطكاك و تماس بين دو سطح جدايي لحاظ نشده است. تحريك مكانيكي داخل صفحه در راستاي طولي و در حالت كلي شامل مؤلفه‌هاي ثابت و متغير با زمان در نظر گرفته و مسأله كمانش استاتيك، بسامدهاي طبيعي و نيز ناپايداري پارامتري مدل بررسي شده است. تحريك مكانيكي به صورت تنش در كل سطح مدل توزيع شده و رفتار ديناميكي مدل با استفاده از فرمولاسيون توسعه يافته نوار محدود اسپلاين بر پايه اصل كار مجازي و با استفاده از نظريه مرتبه سوم برش عرضي به روش تقريب مرتبه اول بولوتين استخراج مي‌شود. با هدف ارائه قابليت فرمولاسيون توسعه يافته در پيش بيني مشخصات رفتاري سازه، برخي مسائل موجود در منابع حل، مقايسه و سپس برخي مسائل جديد ارائه شده است. اثرات تغيير بارگذاري، لايه‌چيني و قيود مرزي بر مشخصات پايداري مدل مورد بررسي قرار گرفته است.

The dynamic behavior of laminated composite panels subjected to in-plane endloads is investigated using finite strip method. The panel is assumed to contain square delamination. Friction and contact conditions at delaminated interfaces are not considered. It is also assumed that the delamination exists before loading and delamination growth is not considered. A general loading consisted of time varying as well as constant component is assumed and the static buckling, natural frequencies and also parametric instability of the panel have been investigated. The loading assumed to be uniformly distributed throughout the panel area. The dynamic behavior of the delaminated panel has been extracted by using an enhanced B-spline finite strip formulation on the basis of the principle of virtual work. A third order Reddy type shear deformation theory is utilized in order to bring the effects of moderately thick laminate into account. The effects of loading as well as boundary conditions on the dynamic behavior of the structure are studied. The dynamic instability regions are extracted using the Bolotin’s first order approximation. In order to demonstrate the capabilities of the developed method in predicting the structural dynamic behavior, some representing results are obtained and compared with those available in the literature.