تحليل عددي الاستيسيته غيرخطي ضربه كم‌سرعت خارج از مركز ورق ساندويچي مستطيلي با رويه‌هاي كامپوزيتي تحت پيش‌بار دوبعدي

Nonlinear numerical elasticity analysis of eccentric low-velocity impact of a rectangular sandwich plate with composite face sheets subjected to biaxial preloads

بيشتر پژوهش‌هاي انجام شده در ارتباط با ضربه كم‌سرعت ورق، پاسخ ورق به ضربه مركزي را در بر مي‌گيرند و عموماً براي حالت‌هاي بدون پيش‌بار انجام شده‌اند. در اين مقاله، به تحليل عددي الاستيسيته غيرخطي ضربه كم‌سرعت خارج از مركز ورق ساندويچي با رويه‌هاي كامپوزيتي تحت پيش‌بار دوبعدي پرداخته مي‌شود و تاثير انرژي ضربه‌زننده، سفتي هسته، ضخامت هسته، شكل هندسي ضربه‌زننده و وجود لايه‌هاي چسب در محل اتصال هسته به رويه‌ها در پاسخ ضربه، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. براي اين منظور، به‌جاي استفاده از تيوري‌هاي تقريبي ورق، از شبيه‌سازي سه‌بعدي ضربه در نرم افزار آباكوس براي استخراج پاسخ‌هاي ضربه بر پايه تيوري الاستيسيته استفاده مي‌شود. نتايج عددي با نتايج تجربي ارايه شده در مراجع ديگر مقايسه و صحت مدل عددي، مورد تاييد قرار مي‌گيرد. نتايج، نشان مي‌دهند كه در حالت ضربه خارج از مركز و در حالت پيش‌بار دوبعدي كششي، به دليل كاهش آزادي حركت كلي ورق، نيروي تماسي افزايش مي‌يابد كه نتيجه آن، افزايش آسيب پديد است.

Most of the studies done in low velocity impact of plates only involve plate’s response to centric impact and usually have been done in no-preload condition. In this study, nonlinear numerical elasticity analysis of eccentric low-velocity impact of rectangular sandwich plate with composite face sheets subjected to biaxial preloads, and the effect of indenter energy, the stiffness of core, the thickness of core, geometry of indenter and the existence of epoxy layers in the connection between core and face sheets on impact response are investigated. In this regard, impact 3D simulation in ABAQUS rather than approximate plate theories is utilized for extracting impact responses based on the three-dimensional theory of elasticity. Numerical results are compared with experimental data presented in other references and the numerical model is verified. The analysis results showed that the contact force increased due to the reduction of overall plate movement in the cases of eccentric impact and biaxial tension preloads, which result in augmentation of damage.