بررسی رفتار غیرخطی پوسته‌های چندلایه نسبتاً ضخیم تحت بارگذاری جانبی

در مقاله حاضر رفتار غیرخطی هندسی پوسته‌های استوانه‌ای و کروی ساخته شده از مواد مرکب چندلایه تحت بارگذاری جانبی با استفاده از روش اجزای محدود مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. به‌دلیل وجود تغییر شکل‌های بزرگ، مسئله با حضور عبارت‌های کرنش غیرخطی در نظر گرفته شده است. خواص مواد چندلایه به‌صورت الاستیک خطی و غیر ایزوتروپ فرض شده است. روابط سازگاری در المان بر اساس فرمول‌بندی پوسته‌های کم‌عمق و بر اساس تئوری مرتبه اول برش عرضی توسعه داده شده است. برای تحلیل پوسته‌ها المان دوخطی (4 گره‌ای) با هزینه‌ی محاسباتی پایین معرفی شده و کلیه‌ی محاسبات المانی در دستگاه مختصات طبیعی المانی انجام گرفته است. شعاع انحنای هندسه مستقیماً در فرمولاسیون المانی قرار گرفته و اثرات انحنا در دو راستا در محاسبات مربوط به هر المان وارد می‌شود. با توجه به این‌که رفتار نوعی پوسته‌های دارای انحنا با تغییرشکل‌های بزرگ تحت بارگذاری جانبی نیاز به تحلیلی فراتر از نقطه‌ی حدی دارد، الگوریتم طول کمان توسعه داده شده است تا این مسئله و پدیده تبدیل مود قابل پیش‌بینی باشد. کد عددی تهیه شده در زبان برنامه‌نویسی متلب توانایی تحلیل هر نوع پوسته با هندسه فضایی را داراست. پس از صحت‌سنجی، تحلیل حساسیت رفتار غیرخطی پوسته‌های انحنادار نسبت به تغییر در آرایش لایه‌چینی و شرایط مرزی انجام گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که المان توسعه داده شده با وجود درجات آزادی و هزینه محاسباتی کم، دقت مناسبی را ارائه می‌کند.