تحلیل کمانش جانبی تیر جدار نازک ساندویچی کامپوزیت-فلز با سطح مقطع متغیر و در نظر گرفتن کرنش های غیرخطی

کامپوزیت های لایه ای الیاف-فلز که از ترکیب لایه های فلزی و کامپوزیت های تقویت شده با الیاف ساخته می شوند، به دلیل وزن کمتر و خواص مکانیکی مناسب تر، در صنایع هوایی، دریایی و خودروسازی کاربرد فراونی پیدا کرده اند. در این پژوهش برای اولین بار پایداری جانبی-پیچشی تیر باریک شونده با مقطع I شکل متقارن از جنس کامپوزیت هیبریدی چند لایه الیاف-فلز مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، معادلات پایداری جانبی-پیچشی و شرایط مرزی با به کارگیری مدل ولاسو برای مقاطع جدار نازک باز، تیوری کلاسیک لایه ای و با فرض تغییر شکل های کوچک تعیین می گردند. سپس با استفاده از یک رابطه کمکی دستگاه معادلات حاکم به یک معادله دیفرانسیل مستقل مرتبه چهار برحسب زاویه پیچش تبدیل می شود. در ادامه، معادله نهایی با بهره گیری از روش عددی مربعات دیفرانسیل و فرضیات این روش حل و مقدار بار کمانش جانبی-پیچشی محاسبه می شود. پس از بررسی صحت و دقت روش معرفی شده، اثرات پارامترهای مهم مانند، چیدمان لایه ها، زاویه قرارگیری الیاف، جنس الیاف، تغییر ارتفاع جان تیر، محل اعمال بار عرضی و کسر حجمی فلز بر ظرفیت کمانش جانبی تیر جدار نازک با مقطع متغیر و شرایط انتهایی گیردار-آزاد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که چیدمان بهینه با قرار گیری لایه های الیافی سازنده بال تیر با زاویه صفر درجه و لایه های الیافی تشکیل دهنده جان با زاویه 45 درجه بین دو ورق آلومینیومی حاصل می شود.