تحلیل تنش های بین لایه ای در پوسته های استوانه ای کامپوزیتی با لایه گذاری متعامد تحت بارگذاری شعاعی

هدف این مقاله مدل سازی پوسته استوانه ای بسته کامپوزیتی و محاسبه میدان تنش، مخصوصا تنش های برون صفحه ای در پوسته های استوانه ای کامپوزیتی با طول محدود تحت بارگذاری شعاعی می باشد. برای فرمول بندی مسئله از تئوری لایه ای بر مبنای جابه جایی بهره گیری شده است. با در نظر گرفتن فرم میدان جابه جایی مناسب برای پوسته استوانه ای کامل، فرمول بندی تئوری لایه ای برای مسئله استخراج شده است. ابتدا میدان کرنش پوسته در تئوری لایه ای به دست آمده و سپس با استفاده از اصل حداقل انرژی پتانسیل کل معادلات حرکت حاکم بر استوانه در تئوری لایه ای و شرایط مرزی متناسب برای آن استخراج شده است. معادلات حاکم بر مسئله به تعداد دلخواهی معادله دیفرانسیل کوپل بر حسب توابع جابه جایی تبدیل شده است. با تعریف متغیر مناسب، حل تحلیلی برای معادلات پوسته کامپوزیتی متعامد ارایه شده و شرایط مرزی در لبه های پوسته اعمال شده است. در قسمت نتایج عددی، پوسته کامپوزیتی متعامد از جنس کربن-اپوکسی با لایه گذاری متقارن و نامتقارن که تحت بارگذاری فشار داخلی یا خارجی است بررسی شده است. ابتدا همگرایی تنش ها نسبت به تعداد لایه های عددی در تئوری لایه ای مورد مطالعه قرار گرفته است و سپس توزیع میدان تنش و مخصوصا تنش های بین لایه ای در نزدیکی لبه های استوانه ارایه شده است و توزیع تنش های بین لایه ای عمودی و برشی در لایه مرزی نزدیک به لبه ها مطالعه شده است. ملاحظه شد که لایه گذاری تاثیر زیادی در اندازه و نحوه توزیع تنش های بین لایه ای دارد. همچنین مشاهده شد که اندازه بیشینه تنش بین لایه ای عمودی در لبه های آزاد پوسته از مقدار فشار داخلی اعمال شده به استوانه بزرگتر است و اندازه تنش بین لایه ای برشی در حدود اندازه فشار اعمالی می باشد.