بررسي تاثير پارامترهاي هندسي سازه هاي مشبك استوانه اي كامپوزيتي در رفتار كمانشي

The Effect of Geometrical Parameters of Cylindrical Composite Lattice Structures on Buckling Behavior

سازه هاي كامپوزيتي مشبك به دليل نسبت مقاومت به وزن بالا به صورت گسترده اي در صنايع هوا- فضا مورد استفاده قرار مي گيرند. شبكه ريب هاي تقويت شده ويژگي اصلي در اين سازه ها است. با توجه به اين ويژگي، نسبت مقاومت به وزن سازه به عنوان معيار طراحي در نظر گرفته مي شود. در اين پژوهش پارامترهايي از قبيل مشخصات فيزيكي ماده، ضخامت پوسته، زاويه، ضخامت و تعداد ريب روي توزيع ميدان تنش و بار كمانشي پوسته مورد بررسي قرار مي گيرد. براي بررسي اين تغييرات، روش تحليل المان محدود 3 بعدي و با استفاده از مدل صريح در نرم افزار ANSYS صورت پذيرفته و نتايج حاصل با نتايج تست-هاي تجربي مقايسه مي شود. افزايش ضخامت پوسته خارجي 50 درصد افزايش استحكام سازه را در پي دارد و پارامتر بعدي كه موثر است كاهش زاويه ريب است كه افزايش 30 درصدي بارويژه را بوجود مي آورد. هرچند تقويت كننده ها (ريب ها) نقش اصلي در تحمل بار را دارند اما افزايش تعداد آنها چون افزايش وزن سازه را بدنبال دارد به نسبت دو پارامتر قبلي تاثير چشمگيري در افزايش استحكام سازه ندارد.

Due to their light weights and high load carrying capacities, composite structures are widely used in various industrial applications especially in aerospace industry. Stiffening ribs are the main features of lattice type composite structures. Strength to weight ratio is known to be as one of the most critical design parameter in these structures. In this study, the effect of some parameters such as the physical characteristics of the material, shell thickness, angle, thickness and number of ribs on distribution of stresses and buckling loads of shell are investigated. For this purpose, 3D finite element analysis using ANSYS software explicitly was done and then compared with experimental test results. Increasing the thickness of the outer shell causes the structural strength will rise to 50 percent. The next effective parameter is reduction of rib angle which provides an increase of 30 percent in specific load. Although Stiffenerrs (ribs) have a major role in load carrying, but increasing the rib number causes the structural weight rises, thus compared with the two previous parameters do not have a significant effect on the strength of structures.