بررسی کمانش مقاطع ساخته شده از صفحات کامپوزیت frp به روش نوار محدود
چکیده
در این پایان نامه چگونگی استفاده از روش نوار محدود برای بررسی کمانش موضعی مقاطع ساخته شده از صفحات frp مورد توجه قرار می گیرد. frp به الیاف کربنی گفته می شود که توسط رزین های خاصی به هم چسبیده اند و برای تولید آن ها از روشی به نام پولتروژن استفاده می گردد. جهت دهی این الیاف در جهت طولی باعث می شود که این مواد در زمره مواد ارتوتروپیک قرار گیرند. مهمترین خاصیت این مواد دوام بالا و سبکی آن در مقایسه با فولاد است. با توجه به ویژگی های منحصربه فرد روش نوار محدود، مثل سرعت و دقت بالا و قابلیت ارزیابی مناسب شرایط تکیه گاهی در محل اتصال بال به جان در مقاطع مختلف، از این روش جهت محاسبه بار کمانش استفاده می شود. در این روش در جهت طولی از توابع مختلط نمایی و در جهت عرضی هم از توابع چندجمله ای هرمیتی استفاده می شود. برای تعیین ماتریس های سختی و پایداری المان قضیه حداقل انرژی پتانسیل کل به کار گرفته شده است. در این مقاله کمانش موضعی مقاطع i-شکل، قوطی، ناودانی و i-شکل نامتقارن بررسی می شود که به کمک حل یک مسأله مقادیر ویژه، تنش بحرانی مقطع محاسبه می گردد. این روند برای مقاطع مذکور تحت توزیع تنش های خمشی، یکنواخت فشاری و برشی انجام شده و مقادیر آن برای طول موج های مختلف در نمودارهایی ارائه شده است. همچنین پدیده اندرکنش خمش و برش برای این مقاطع ارزیابی شده است. سپس برای مقاطع i- شکل سه منحنی طراحی برای نسبت های مختلف مدول الاستیسیته در جهات طولی و عرضی ارائه شده است. با توجه به قابلیت در نظر گرفتن درجات آزادی داخل صفحه، کمانش پیچشی- جانبی تیرها در طول موج های بالا مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج آن با نتایج حاصل از روابط دقیق مقایسه شده است. همچنین کمانش پیچشی ستون های صلیبی شکل با ضخامت های نازک بررسی شده و نتایج آن با روابط دقیق مقایسه شده که در هر دوی این حالات، پاسخ های بسیار نزدیک به جواب های دقیق بدست آمده است. در پایان اثر وجود تقویت کننده های میانی عمود بر جان تیرهای i-شکل ارزیابی شده و محل بهینه قرارگیری آن تعیین می شود.