مطالعه، مدل سازی و تحلیل صفحات کامپوزیتی دوپایداره (دارای دو حالت پایدار)

استفاده از مواد مرکب به علت مزایای فراوان از جمله وزن کم و استحکام بالا یکی از مهم ترین پیشرفت های صنایع گوناگون در چند دهه گذشته بوده است. سازه های چند پایداره و یا به صورت جزیی تر دوپایداره دسته ای از مواد مرکب می باشند که به علت قابلیت های بسیار کاربردهای فراوانی به ویژه در صنایع هوا و فضا دارند. مهم ترین ویژگی سازه های دوپایداره این است که این سازه-ها دارای دو حالت کاملاً پایدار بوده و برای حفظ سازه در هریک از این حالات پایدار نیاز به هیچ گونه منبع دائمی انرژی و یا اتصالات مکانیکی نمی باشد. صرفاً جهت تغییر شکل از یک حالت پایدار به حالت پایدار دیگر باید انرژی مصرف کرد.از این رو توجه این پژوهش به مطالعه ی قابلیت استفاده از صفحات دوپایداره به عنوان وسیله ای برای دستیابی به ایده سازه های مورفینگ متمرکز شده است. بدین منظور در ابتدا با نوشتن برنامه مخصوص در نرم افزار متلب و با استفاده از روش ریلی – ریتز و کمینه سازی انرژی پتانسیل کل تغییرات انحناهای طولی، عرضی و پیچشی صفحات مرکب دوپایداره با چینش های گوناگون لایه ها بر حسب دما را با در نظر گرفتن وابستگی مشخصات مکانیکی و حرارتی ماده مرکب به دما و همچنین لایه های رزین و عدم تساوی ضخامت لایه ها، بدست آورده و به بررسی نقطه انشعاب در چینش های مختلف پرداخته شده است. در ادامه نتایج با نتایج شبیه سازی های اجزاء محدود در نرم افزار آباکوس و همچنین آزمایش های حرارتی که بر روی نمونه های ساخته شده از جنس گرافیت – اپوکسی انجام شده اعتبار سنجی شدند. هم چنین مقدار نیروی بحرانی جهت تغییر شکل از حالت پایدار اول به حالت پایدار دوم و برعکس برای صفحات مرکب با چینش های غیر متقارن [30-/60]، [20-/70] و [0/90] با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار آباکوس بدست آمده و صحت آن با انجام آزمایش های عملی بررسی گردید. در پایان نیز به مطالعه دو ایده جهت استفاده از صفحات مرکب دوپایداره در طراحی بال های مورفینگ پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از شبیه سازی اجزاء محدود در نرم افزار آباکوس مقادیر نیروهای لازم برای انجام پدیده پرش ناگهانی در سازه مطالعه شده است.