تاثير ساختار شبكه بر رفتار كمانشي و ارتعاشي صفحه هاي مشبك كامپوزيتي

Effect of Grid Configuration on Buckling and Vibration Response of Composite Grid Plates

در اين مقاله به مقايسه رفتار كمانشي و ارتعاشي صفحات ساخته شده از سازه‏هاي مشبك كامپوزيتي، (Composite Grid)، پرداخته شده است. به اين منظور چهار صفحه با وزن يكسان و هندسه‏ مشابه با استفاده از چهار ساختار شناخته شده‏ سازه‏هاي مشبك طراحي گرديده‌اند. سپس با استفاده از روابط سازه‏هاي مشبك، ماتريس سفتي خمشي كه پارامتر تعيين كننده اي در رفتار كمانشي و ارتعاشي صفحات متقارن است، بدست آمده است. با استفاده از روش ريلي- ريتز، بارهاي كمانشي تك محوري و برشي و همچنين فركانس‏هاي ارتعاشات آزاد محاسبه شده است. جهت بررسي تاثير جهت گيري تقويت كننده‏ها، در هر صفحه راستاي تقويت كننده‏ها تغيير داده شده و به اين ترتيب راستاي جهت گيري بهينه هر ساختار مشبك معين گرديده است. در نهايت رفتار سازه‏هاي فوق، با يك صفحه چندلايه ي كامپوزيتي هم وزن نيز مقايسه شده است. نتايج عددي بدست آمده نشان مي دهند، در وزن يكسان، تغيير همزمان نوع شبكه و زاويه ي جهت‏گيري، تاثير بسزايي در سفتي خمشي و در نتيجه رفتار كمانشي و ارتعاشي صفحات مشبك خواهد داشت.

In this work, we study the effect of grid configuration on the buckling and vibration behaviors of grid structures. Hence, four similar simply supported plates with equal weights and different grid patterns are considered. Using the bending stiffness matrix, the buckling load and free vibration frequency of the plates are computed. To investigate the effect of the grid orientation on the mechanical behavior, the orientation of the grids is changed in the plates. The Rayleigh–Ritz method is applied to obtain the axial and shear buckling load and free vibration frequencies. The results obtained are compared with an angle-ply laminated composite plate with similar in-plane dimensions and equal weights. The results obtained show that changing the grid pattern and orientation will affect the bending stiffness, and consequently, significantly changes the buckling and vibration behaviors of the grid plates.