اثر هسته هدفمند مرتبه ای بر پاسخ دینامیکی پانل ساندویچی تحت ضربه عرضی با سرعت پایین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،

2 نویسنده مسئول و استاد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،

3 دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران،

چکیده

در این مقاله، مسأله ضربه عرضی با سرعت پایین بر روی پانل ساندویچی با هسته هدفمند مرتبه ای در نظر گرفته شده است. فعل و انفعال ضربه زننده و پانل به کمک سیستم دو درجه آزادی جرم و فنر مدل شده است. برای تخمین نیروی برخورد، روش عددی بر پایه تئوری بهبود یافته مرتبه بالای ورق ساندویچی به کار برده شده است. تئوری برشی مرتبه اول برای رویه­ها بکار رفته، در حالی که تئوری الاستیسیته سه بعدی برای هسته استفاده شده است. برای اولین بار اثر تنش­های صفحه­ای برشی و نرمال در هسته درنظر گرفته شده است. مولفه­های جابجایی در هسته با تابعی چند جمله­ای فرض شده که دارای ضرایب مجهول است. نتایج بدست آمده نشان می­دهند که استفاده از مواد هدفمند مرتبه­ای در هسته می­تواند میزان تغییر شکل­ها را کاهش دهد ولی بیشینه نیروی برخورد را افزایش خواهد داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Functionally Graded Core on Dynamic Response of Sandwich Panel subjected to Transverse Low-velocity Impact

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hosein Shakib 1
  • Seyed Mohammad Reza Khalili 2
  • Keramat Malek Zade Fard 3
چکیده [English]

In this paper, the problem of low-velocity transverse impact on a sandwich panel with functionally graded core has been considered. The interaction between the impactor and the panel is modeled with the help of a system having two-degrees-of-freedom consisting of springs-masses. In order to determine the contact force history, a numerical procedure is employed based on improved higher-order sandwich plate theory. Shear deformation theory is used for the face sheets while three-dimensional elasticity theory is used for the core. For the first time effect of consideration of in-plane shear stress and normal stress in the core is considered. Displacement components in the core are assumed to vary with a polynomial function with unknown coefficients. Results indicate that use of the FG core can reduce deflections and increase maximum of contact forces.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sandwich panels
  • Functionally graded core
  • Low-velocity impact
  • High-order theory

مراجع

[1] Suresh, S.; Mortensen, A.; Fundamentals of Functionally Graded Materials, IOM Communications Limited, London, United Kingdom, 1998.
[2] Koizumi, M.; “FGM activities in Japan" Composites Part B, vol. 28, p.p. 1–4, 1997.
[3] Li, Q.; Iu, V.P.; Kou, K.P.; "Three-dimensional vibration analysis of functionally graded material sandwich plates", Journal of Sound and Vibration, vol. 311, p.p.498-515, 2008.
[4] Chi, S.H.; Chung, Y.L.; "Mechanical behavior of functionally graded material plates under transverse load— Part I: Analysis", International Journal of Solids and Structures, vol. 43, p.p. 3657–3674, 2006.
[5] Prakash, T.; Singha, M.K.; Ganapathi, M.; "Thermal postbuckling analysis of FGM skew plates", Engineering Structures, vol. 30, p.p. 22-32, 2008.
[6] Delale, F.; Erdogan, F.; "The crack problem for a nonhomogeneous plane", ASME Journal of Applied Mechanics, vol. 50, p.p. 609–614, 1983.
[7] Apetre, N.A.; Sankar, B.V.; Ambur, D.R.; "Low-velocity impact response of sandwich beams with functionally graded core", Journal of Solids and Structures, vol. 43, p.p. 2479-2496, 2006.
[8] Anderson, T.A.; "An investigation of SDOF models for large mass impact on sandwich composites", Journal of Composites Part B, vol. 36(2), p.p. 135–142, 2005.
[9] Etemadi E., Afaghi Khatibi A., Takaffoli M., "3D finite element simulation of sandwich panels with a functionally graded core subjected to low velocity impact". Journal of Composite Structures, vol. 89(1), p.p. 28-34, 2009.
[10] Frostig, Y.; Thomsen, O. T.; "High-order free vibration of sandwich panels with a flexible core", International Journal of Solids and Structures, vol. 41, p.p. 1697–1724, 2004.
[11] Malekzadeh, K.; Khalili, M.R.; Mittal R.K.; "Local and global damped vibration of plates with a viscoelastic soft flexible core: an improved high-order approach", Journal of Sandwich Structure and Materials, vol. 7, p.p. 431-456, 2005.
[12] Khalili, M.R.; Malekzadeh, K.; Mittal, R.K.; "Effect of physical and geometrical parameters on transverse low-velocity impact response of sandwich panels with a transversely flexible core", Journal of Composite Structures, vol. 77, p.p. 430-443, 2007
[13] Choi, I.H.; Lim, C.H.; "Low-velocity impact analysis of composite laminates using linearized contact law", Journal of Composite Structure, vol. 66, p.p. 125–32, 2004.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار