دانشنامه تخصصی مهندسی ایران

دانشنامه تخصصی مهندسی ایران

 engpedia   راه اندازی کانال تلگرام ( EngPedia_ir@ )

                همراه با مطالب ویژه سایت بصورت رایگان

  • نسخه ۱۲.۱ نرم افزار Aveva Marine در سایت قرار گرفت. (اینجا)
  • نسخه ۱۰.۵۲ نرم افزار Plus 2D در سایت قرار گرفت. (اینجا)
  • نسخه ۱۱.۰ نرم افزار AGI Systems Tool Kit-STK در سایت قرار گرفت.(اینجا)

همکاران

برنامه محاسبه تنش، کرنش و تخریب در کامپوزیت (متلب)

مدیریت دی ۲۶, ۱۳۹۳ 3884 بازدید ۱۲دیدگاه

این برنامه جهت محاسبه تنش و کرنش و همچنین تحلیل تخریب در کامپوزیت‌های پلیمری لایه های در نرم‌افزار MATLAB 7.12 نوشته شده است. جهت کد نویسی از تئوری کلاسیک صفحات کامپوزیتی استفاده شده است. ابتدا خواص ماده، ترتیب لایه چینی، تعداد لایه‌ها، زاویه لایه‌ها و ضخامت هر لایه به‌عنوان ورودی وارد می‌شود. سپس ماتریس‌های B،A و D محاسبه می‌گردند. بارگذاری روی لایه چینی می‌تواند دارای ۳ مولفه نیرو و ۳ مولفه تنش باشد که به‌عنوان ورودی وارد می‌شود. با توجه به بارگذاری وارد شده، در ابتدا کرنش‌های لایه ای (Laminate) در جهات بارگذاری محاسبه می‌شوند. کرنش در هر لایه با استفاده از کرنش کلی و انحنا به دست می‌آید. با یک دوران، کرنش در هر لایه از جهات فرعی به جهات اصلی (مادی) انتقال داده می‌شود. با استفاده از روابط تنش و کرنش، تنش‌ها در هر لایه محاسبه می‌شوند.

پس از محاسبه تنش‌ها و کرنش‌ها در هر لایه، می‌توان از تئوری‌های تخریب برای لایه چینی استفاده نمود. در این کد از تئوری‌های تنش ماکزیمم، کرنش ماکزیمم، سای هیل (Tsai-Hill) و سای وو (Tsai-Wu) استفاده شده است. برای هر کدام از این تئوری‌ها یک ضریب ایمنی توسط کد ارائه می‌شود. به‌طوری‌که اگر تمام بارهای وارده در این مقدار ضرب شوند، تخریب آغاز می‌شود. بنابراین می‌توان محاسبه نمود که چه میزان نیرو یا ممان وارده باعث آغاز تخریب خواهند شد. طبیعی است که اگر ضریب ایمنی از ۱ کمتر باشد، تخریب رخ‌داده است.

اثرات حرارت و رطوبت نیز در محاسبه تنش‌ها لحاظ شده‌اند. بدین معنی که تغییرات در درجه حرارت و رطوبت، کرنش‌ها و تنش‌های جدیدی را ایجاد می‌کنند (تنش‌های پسماند) که در کنار تنش‌ها و کرنش‌های مکانیکی (تحت بارگذاری) روی روند تخریب نقش دارند. در شرایطی که تنش‌های پسماند موجود باشند، ضرایب انبساط حرارتی و رطوبتی و همچنین تغییرات در درجه حرارت و رطوبت نیز به‌عنوان ورودی در نرم‌افزار وارد می‌گردند.

شرح قسمت‌های مختلف کد

در این بخش قسمت‌های مختلف کد به‌صورت جداگانه بررسی می‌شود.

  1. دریافت خواص مواد در این قسمت خواص کامپوزیت گرافیت اپوکسی به‌عنوان پیش فرض به نرم‌افزار داده شده است.

  1. محاسبه ماتریس‌های نرمی و سفتی مادی

 

  1. ورود خواص لایه چینی

زاویه لایه‌ها به‌صورت یک بردار به نرم‌افزار داده می‌شود. همچنین تعداد لایه‌های موجود نیز به‌صورت یک بردار با طول برابر با بردار لایه چینی وارد می‌گردد.

 

  1. محاسبه ماتریس‌های B،A و D

در این کد برای محاسبه ماتریس‌های B،A و D از روش محاسباتی ارائه شده در کتاب‌های مرجعی نظیر کاو وسای استفاده شده است. این روش به دلیل وجود محاسبات ماتریسی کمتر دارای سرعت بالاتری برای تعداد لایه‌های زیاد می‌باشد. جزئیات روابط در مراجع ذکر شده موجود است. لازم به ذکر است که برای نمایش بهتر ماتریس‌ها (و همچنین تنش‌ها) توسط ضرایبی تغییر واحدهای مناسبی در کد انجام شده است.

  1. ورود ضرایب حرارتی و رطوبتی، تغییر در دما و رطوبت

 ۶- محاسبه نیروهای حرارتی و رطوبتی

 

۷- ورود بارگذاری مکانیکی و جمع آن با بارهای حرارتی و رطوبتی تبدیل واحد برای نیروها و ممانها انجام شده است.

 ۸- محاسبه تنش‌ها و کرنش‌ها در هر لایه

 ۹- ورود خواص استحکامی ماده به نرم‌افزار

در این مرحله ۴ معیار تنش و کرنش ماکزیمم، تسای هیل و تسای وو نمایش داده شده و از کاربر درخواست می شود معیار موردنظر خود را انتخاب کند.

۱۰ – بررسی تخریب با استفاده از هر کدام از تئوری‌ها، ضریب ایمنی محاسبه‌شده و اعلام می‌گردد.

حل مثال نمونه: مسئله ۵.۳ کتاب برای لایه چینی سه لایه s [09/0] گرافیت اپوکسی، مقادیر به دست آمده از کد با نرم افزار مقایسه می‌شود. برای بارگذاری Nx=1N/m:

تنش‌ها در لایه ۰ درجه:

ضریب ایمنی لایه اول با استفاده از سای-وو

ضریب ایمنی لایه اول با استفاده از کرنش ماکزیمم

 

منبع: پارس پژوهان (با کمی دخل و تصرف)

 

نظرات شما باعث دلگرمی و پیشرفت ما می شود.

telegram: @EngPedia_ir

12 پاسخ به “برنامه محاسبه تنش، کرنش و تخریب در کامپوزیت (متلب)”

  1. hamed گفت:

    خیلی ممنون. عالی بود
    دمتون گرم . سایتتون عالیه

  2. mama گفت:

    سلام.ممنون از سایت و از برنامه هاتون.
    برای برنامه محاسبه تنش و کرنش و تخریب در کامپوزیت ها، کد مربوط به وارد کردن ماتریس های A,B,D,H را امکان دارد قرار بدهید من به آن نیاز فوری دارم.
    ممنونم

  3. بهزاد گفت:

    باسلام
    بنده نتونستم این کد رو تو متلب اجرا کنم لطفا راهنماییم کنید.
    شما فایل متلب این کد رو ندارین؟
    باتشکر فراوان

  4. بهزاد گفت:

    در ضمن منم به فایل هایی که گفتین در مورد تحلیل لایه کامپوزیت نیاز دارم . میشه برام بفرستینشون

  5. بهزاد گفت:

    با سلام
    ttt و zzz(i تعریف نشدن تو کد؟
    ممنون بخاطر راهنماییتون

  6. بنیامین گفت:

    سلام
    کد رو من نتونستم اجرا کنم
    مثلاZZZها تعریف نشده
    میشه کد نوشته شده نو متلب را برام بفرستین

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *