كمانش پوسته‌هاي استوانه‌اي مركب با مقطع دايروي داراي بازشوي مستطيلي تحت فشار خارجي جانبي يكنواخت

چكيده :

در اين پژوهش، كمانش جانبي پوسته‌هاي استوانه‌اي از جنس مواد مركب GFRP، تحت بارگذاري فشار خارجي يكنواخت و داراي بازشوي مستطيلي شكل بررسي شده است. تعداد بازشوها در مقادير 1، 2، 3، 4 و 6 متغير است كه در چيدمان و ابعاد مختلف بر روي نمونه‌ها قرار مي‌گيرند. سطح بازشوها در همه‌ي نمونه‌ها ثابت و برابر 2% سطح جانبي است. شرايط تكيه‌گاهي همهي نمونه‌ها به صورت دوسرگيردار است كه سه عدد از آن‌ها براي بررسي تغيير شرايط مرزي و تقويت‌ها انتخاب و بررسي شده‌اند. حجم تقويت‌هاي موردنظر ثابت و 5% سطح جانبي است. بررسي از روش تحليل المان محدود در نرم‌افزار ABAQUS و معيار آن،¬ تنش و حداكثر تغيير مكان كمانش است. با افزايش ضخامت (t) و ثابت ماندن طول (L) نمونه، مقاومت كمانشي تا بيش از 400% افزايش مي‌يابد. همچنين نسبت طول (L) به قطر خارجي (D) براي مقدار 2 پاسخ‌هاي محتاطانه‌تري نسبت به دو مقدار 1 و 3 دارد. تعداد كم بازشوها و تمركز آن‌ها در يك محل از سطح، بيشتر باعث كاهش مقاومت كمانشي مي‌شود، بهطوري‌كه بيشترين كاهش فشار كمانش نسبت به نمونه‌ي پايه مربوط به يكي از نمونه‌ها با يك بازشو تا بيش از 39% و كمترين آن مربوط به يكي از نمونه‌ها با 6 بازشو تا حدوداً 6% است. تغيير شرايط مرزي از حالت دوسرگيردار به دوسر مفصل، بيشترين اثر را بر روي حداكثر تغيير مكان كمانش مي‌گذارد و بر روي مقاومت كمانشي تأثيري ندارد. تقويت‌هاي مداري و مشبك كه از جنس مواد مركب GFRP هستند، بيشتر باعث افزايش مقاومت كمانشي نمونه‌هاي مختلف مي‌شوند و تقويت‌هاي طولي كمترين اثر را بر روي فشار كمانش دارند. افزايش فشار كمانش در نمونه‌هاي داراي تقويت مداري و مشبك، بين 25% تا 50% و در نمونه‌هاي داراي تقويت طولي بين 2% تا كمي بيشتر از 8% مي‌باشد.