تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک صفحه های کامپوزیتی بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول

تعداد 131  صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

چكيده پایان‌نامه:

تحلیل ایزوژئومتریک که برگرفته‌شده از طراحی به کمک کامپیوتر و روش عددی اجزای­محدود می‌باشد، تاکنون به‌عنوان ابزاری مؤثر در تحلیل مسائل کاربردی مختلف استفاده شده است. یکی از مزیت‌های اصلی این روش، قابلیت مدل کردن دقیق هندسه و انعطاف در بهبود و افزایش دقت حل می‌باشد. این ویژگی باعث افزایش صحت حل تقریبی در مسائل مختلف می‌شود.

با افزایش کاربرد­ صفحات کامپوزیتی در صنایع مختلف مانند هواپیما و توربین‌جت، مطالعه­ی آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. این سازه­ها دارای ضخامت کمی هستند بنابراین معمولاً در برابر اعمال بار خارجی، تغییر ­­شکل­های بزرگی دارند. ازاین‌رو تحلیل غیرخطی هندسی برای پیش‌بینی دقیق جابجایی‌های بزرگ این سازه‌ها، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

در این پژوهش از تحلیل ایزوژوئومتریک (IGA) برای بررسی رفتار غیرخطی هندسی صفحات کامپوزیتی استفاده شده است. با فرض خطی بودن جابجایی مکانیکی در امتداد ضخامت صفحه، محاسبات بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول است. برای مدل کردن رفتار غیرخطی این صفحات، روابط ون-کارمن به کار گرفته شده است و درنهایت با استفاده از توابع بی­اسپلاین غیریکنواخت کسری (NURBS) مدل هندسی این صفحات ساخته و مدل ایزوژئومتریک آن تحلیل می‌شود. نتایج به‌دست‌آمده از نرم‌افزار MATLAB با نتایج اجزای­محدود و سایر نتایج مقالات دیگر مانند نتایج آزمایشگاهی و حل لوی مقایسه شده است. صفحات ایزوتروپیک، شبه­ایزوتروپیک، چند­لایه صلیبی و زاویه‌دار تحت شرایط مرزی و بار­گذاری مختلف مطالعه شده است. با تطابق و هم­خوانی خوب این نتایج، به این نکته پی برده شد که در تحلیل صفحات نازک، پدیده قفل برشی تأثیرگذار نیست و این خود می­تواند یک مزیت و دلیل خوب در تحلیل این صفحات با روش ایزوژئومتریک باشد.

کلیدواژه:

1.      ایزوژئومتریک

2.      نربز

3.      صفحه‌های کامپوزیتی

4.       تحلیل غیرخطی

فهرست مطالب

۱- مقدمه. ۱

۱-۱-       مقدمه. ۲

۱-۲-     معرفی روش تحلیل ایزوژئومتریک… ۴

۱-۳-     صفحات چندلایه. ۶

۱-۴-     اهداف پژوهش…. ۷

۱-۵-     ساختار کلی و معرفی فصول پایان‌نامه. ۷

۲- مروری بر کارهای گذشته. ۱۰

۲-۱-     مقدمه. ۱۱

۲-۲-     تحقیقات انجام‌شده در زمینه‌ی صفحه‌های چندلایه. ۱۱

۲-۳-     تحقیقات انجام‌شده در زمینه تحلیل ایزوژئومتریک… ۱۴

۳- مواد کامپوزیت و صفحات چندلایه. ۱۵

۳-۱-     مقدمه. ۱۶

۳-۱-۱-     مواد کامپوزیت… ۱۶

۳-۲-     مزایای مواد کامپوزیتی.. ۱۶

۳-۳-     مکانیزم انتقال نیرو در کامپوزیتها ۱۷

۳-۴-       یک‌لایه و چندلایه. ۱۹

۳-۵-     تئوری ورق‌ها ۲۰

۳-۵-۱-     طبقه‌بندی تئوری‌های ساختاری.. ۲۱

۳-۶-     معادلات دینامیکی حرکت ورق.. ۲۱

۳-۶-۱-     فرم کلی جابجایی‎ها برای ورق.. ۲۲

۳-۷-     میدان جابجایی طبق تئوری کلاسیک ورق.. ۲۳

۳-۸-     میدان جابجایی طبق تئوری تغییر فرم برشی مرتبه اول ورق.. ۲۵

۳-۹-     به دست آوردن معادلات حرکت طبق تئوری تغییر فرم برشی مرتبه اول.. ۲۸

۳-۱۰-   – ضریب تصحیح برشی.. ۳۴

۴- مروری بر توابع اسپلاین و نربز. ۳۵

۴-۱-     مقدمه. ۳۶

۴-۱-۱-     مروری بر منحنی‌های طراحی به کمک کامپیوتر. ۳۶

۴-۲-     منحنی‌های بی‌اسپلاین.. ۳۸

۴-۲-۱-     مشتقات منحنی بی‌اسپلاین.. ۴۰

۴-۳-     منحنی‌های نربز. ۴۱

۴-۳-۱-     مشتقات نربز. ۴۲

۴-۴-     تعریف و خواص سطوح بی‌اسپلابن و نربز. ۴۴

۴-۴-۱-     سطوح بی‌اسپلاین.. ۴۴

۴-۴-۲-     سطوح نربز. ۴۶

۵- مبانی ایزوژئومتریک… ۴۹

۵-۱-     مقدمه. ۵۰

۵-۲-     اصول کلی در تحلیل ایزوژئومتریک… ۵۱

۵-۲-۱-     فرمول‌بندی ایزوژئومتریک… ۵۲

۵-۳-     تأثیر توزیع نقاط کنترلی و بردار گرهی در تحلیل ایزوژئومتریک میله. ۵۳

۵-۳-۱-     انتگرال‌گیری عددی گاوس…. ۵۵

۵-۳-۲-     بهبود در ایزوژئومتریک… ۶۰

۵-۳-۳-     میانیابی.. ۶۲

۶- آنالیز غیرخطی.. ۶۷

۶-۱-     مقدمه. ۶۸

۶-۱-۱-     عوامل غیرخطی.. ۶۹

۶-۲-     روابط تئوری.. ۷۱

۶-۲-۱-     تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول.. ۷۱

۶-۲-۲-        معادلات حرکت… ۷۴

۶-۲-۳-     معادلات حرکت برحسب جابه‌جایی.. ۷۶

۶-۳-     فرمولبندی غیرخطی هندسی ایزوژئومتریک… ۸۰

۶-۳-۱-     تقریب میدان جابه‌جایی.. ۸۰

۶-۴-     روش نیوتن-رافسون.. ۸۵

۶-۴-۱-     ضرایب ماتریس سفتی مماسی برای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول.. ۸۶

۷- صحت سنجی و نتایج عددی.. ۸۸

۷-۱-     مقدمه. ۸۹

۷-۱-۱-        شرایط مرزی حاکم بر مسئله. ۸۹

۷-۲-     بررسی اعتبار مدل و صحت جواب‌ها ۹۰

۷-۳-       تحلیل چندلایه‌های صلیبی (۰/۹۰) ۹۳

۷-۴-       تحلیل چندلایه‌های زاویه‌دار . ۹۵

۷-۵-     بررسی رفتار غیرخطی چندلایه‌های شبه‌ایزوتروپیک… ۹۸

۷-۶-     بررسی تأثیر شرایط مرزی مختلف بر رفتار غیرخطی صفحه. ۹۹

۷-۷-     بررسی نوع بارگذاری بر رفتار غیرخطی صفحه. ۱۰۰

۷-۸-     بررسی پدیده قفل برشی.. ۱۰۱

۸- نتیجه‌گیری و پیشنهادات… ۱۰۵

۸-۱-     کارهای انجام‌شده: ۱۰۶

۸-۲-     جمع‌بندی و نتیجه‌گیری.. ۱۰۷

۸-۳-     پیشنهادات… ۱۰۸

مراجع. ۱۰۹

پیوست… ۱۱۴

الف-۱- به دست‌ آوردن مؤلفه‌های ماتریس سفتی مماسی.. ۱۱۵

فهرست جدول‌ها

جدول ‏۱‑۱: مقایسه بین روش ایزوژئومتریک و روش‌های بدون مش گالرکین و RK/MLS.. 5

جدول ‏۳‑۲: کاربرد کامپوزیت‌های تقویت‌شده فیبری.. ۱۷

جدول ‏۷‑۱:  تحلیل صفحه ایزوتروپیک گیردار تحت بار یکنواخت و مقایسه با حل لوی و اجزای‌محدود به‌منظور صحت‌سنجی روش تحلیل.. ۹۱

جدول ‏۷‑۲: تحلیل صفحه کامپوزیتی چندلایه با چیدمان (۰/۹۰/۹۰/۰) با شرایط مرزی گیردار تحت بار یکنواخت. مقایسه روش ایزوژئومتریک با نتایج تجربی و اجزای‌محدود. ۹۲

جدول ‏۷‑۳: تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک چندلایه‌های صلیبی.. ۹۳

جدول ‏۷‑۴: تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک چندلایه‌های زاویه‌دار با .. ۹۵

جدول ‏۷‑۵: تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک چندلایه‌های زاویه‌دار با .. ۹۷

جدول ‏۷‑۶: تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک چندلایه‌های زاویه‌دار با .. ۹۷

جدول ‏۷‑۷: تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک چندلایه‌های شبه‌ایزوتروپیک…. ۹۸

جدول ‏۷‑۸: تأثیر شرایط مرزی مختلف بر رفتار غیرخطی صفحه. ۹۹

جدول ‏۷‑۹: بررسی نوع بارگذاری بر رفتار غیرخطی صفحه. ۱۰۱

جدول ‏۷‑۱۰: درصد خطای تحلیل ایزوژئومتریک صفحه برای بررسی قفل‌شدگی برشی.. ۱۰۲

جدول ‏۷‑۱۱: درصد خطای تحلیل ایزوژئومتریک صفحه برای بررسی قفل‌شدگی برشی.. ۱۰۲

جدول ‏۷‑۱۲: درصد خطای تحلیل ایزوژئومتریک صفحه برای بررسی قفل‌شدگی برشی.. ۱۰۳

فهرست شکل‌ها

شکل ‏۳‑۱: انتقال نیرو و توزیع تنش بین فیبر و ماتریس…. ۱۸

شکل ‏۳‑۲: انواع مختلف لایه‌ها: (الف) تک‌جهته (ب) دو جهته (ج) فیبر ناپیوسته (د) بافته‌شده ۱۹

شکل ‏۳‑۳: یک چندلایه با جهت‌های مختلف…. ۲۰

شکل ‏۳‑۴: نمایش تغییر فرم‌ها طبق تئوری کلاسیک، برشی مرتبه اول و برشی مرتبه سوم ورق.. ۲۳

شکل ‏۳‑۵: نمایش تغییر فرم ورق طبق تئوری کلاسیک ورق.. ۲۴

شکل ‏۳‑۶: نمایش تغییر فرم ورق طبق تئوری تغییر فرم برشی مرتبه اول ورق.. ۲۵

شکل ‏۳‑۷: نمایش نمودار آزاد برای قطاعی از ورق.. ۳۱

شکل ‏۴‑۱: الگوریتم بدست‌آوردن توابع پایه بی‌اسپلاین.. ۳۹

شکل ‏۴‑۲: منحنی بی‌اسپلاین از درجه ۳ با بردار گرهی مقید و تعداد ۱۳ نقطه کنترل. ۴۰

شکل ‏۴‑۳: توابع پایه منحنی بی‌اسپلاین از درجه ۳ با بردار گرهی مقید و تعداد ۱۳ نقطه کنترل. ۴۰

شکل ‏۴‑۴: توابع پایه نربز در حالتی که وزنه‌ها یکسان باشند. ۴۲

شکل ‏۴‑۵: افزودن گره up و uq به بردار گرهی و نحوه‌ی تغییر نقاط کنترل. ۴۴

شکل ‏۴‑۹: توابع پایه سطح بی‌اسپلاین. (الف)  (ب) .. ۴۵

شکل ‏۴‑۱۰: نمونه یک سطح بی‌اسپلاین. (الف) شبکه نقاط کنترلی؛ (ب) سطح مربوطه ۴۶

شکل ‏۵‑۱: سیستم مختصات و نمایش ارتباط فضای فیزیکی و فضای پارامتری.. ۵۱

شکل ‏۶‑۱: میله تحت شرایط مرزی غیرخطی.. ۶۹

شکل ‏۶‑۲: میله با هندسه‌ی غیرخطی.. ۷۰

شکل ‏۷‑۱: نمونه شبکه‌بندی در تحلیل ایزوژئومتریک و اجزای‌محدود. ۹۰

شکل ‏۷‑۲: تغییر شکل یک‌چهارم صفحه چندلایه. ۹۲

شکل ‏۷‑۳: نمودار تغییرات جابجایی (w) مرکز صفحه برحسب تغییرات بار در تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک چندلایه‌های صلیبی   ۹۴

شکل ‏۷‑۴: نمودار تغییرات جابجایی (w) مرکز صفحه برحسب تغییرات بار در تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک چندلایه‌های زاویه‌دار. ۹۶

شکل ‏۷‑۵: تغییر شکل صفحه   با شرایط مرزی گیردار تحت بارگذاری یکنواخت… ۹۹

شکل ‏۷‑۶: تأثیر شرایط مرزی مختلف بر رفتار غیرخطی صفحه چندلایه. ۱۰۰

شکل ‏۷‑۷: بررسی نوع بارگذاری در تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک صفحه‌های چندلایه و مقایسه با نتایج اجزای محدود  ۱۰۱

شکل ‏۷‑۸: تست قفل‌شدگی برشی با المان‌های نربز مختلف…. ۱۰۲

شکل ‏۷‑۹: تست قفل‌شدگی برشی با المان‌های نربز مختلف…. ۱۰۳

شکل ‏۷‑۱۰: تست قفل‌شدگی برشی با المان‌های نربز مختلف…. ۱۰۳

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “تحلیل غیرخطی ایزوژئومتریک صفحه های کامپوزیتی بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول”
قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...