مدلسازی انتشار امواج جابه جایی حاصل از ضربه روی صفحات چندلایه کامپوزیتی

در این مقاله انتشار امواج ناشی از ضربه روی ورق های کامپوزیتی چندلایه با روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. برای مدلسازی مساله برخورد از تئوری برخورد سرعت پایین استفاده شده و مساله برخورد برای ضربه زننده فلزی با دماغه کروی بر روی صفحه کامپوزیتی مورد مطالعه قرار گرفته است. با در نظر گرفتن یک مدل المان محدود ماتریس های جرم ، سفتی و نیرو بدست آمده است. اثر جرم ضربه زننده در معادلات لحاظ شده و معادلات حرکت حاکم بر ورق و ضربه زننده به صورت کوپل با یکدیگر و با استفاده از دو روش انتگرال گیری عددی نیومارک و روش نیکلسون حل شده است. برای مدلسازی نیروی برخورد از قانون تماس اصلاح شده هرتز بهره گرفته شده بطوری که مدل ایجاد شده قابلیت در نظر گرفتن دفعات متعدد بارگذاری و باربرداری را دارد. نتایج حاصل از مدلسازی اجزاء محدود با نتایج دیگر محققان مورد مقایسه قرار گرفته و صحت آن تایید گردیده است. در قسمت نتایج بعد از مقایسه دو روش انتگرالگیری، مقدار بهینه برای پارامترها انتخاب شده است. انتشار امواج ناشی از ضربه برای شرایط مرزی مختلف ورق مورد بررسی قرار گرفته و زمان و چگونگی انتشار امواج و برخورد آن با مرزها و نیز شکل امواج در زمان های مختلف از جمله زمان اتمام تماس، زمان رسیدن نیروی تماس به ماکزیمم مقدار بدست آورده شده است. تحلیل نتایج مشخص می کند که چگونگی انتشار امواج به شرایط مرزی وابستگی زیادی داشته و به نوع لایه گذاری نیز بستگی دارد و سرعت انتشار امواج در جهات مختلف برای ورق کامپوزیتی متفاوت است.