تخمين تعذاد اليههاي مورد نياز صفحات کامپوزيتي با استفاده از روش جمع آثار 5 جعفز اسکىدريجم ي سيدحسيه تق يبن حسيه زا طگب غ ؼتي هبلهاضتط ودا گزشبسبيويب پژ طگب پليوط پتطضيوي تاریخ دریافت: 81 / 7 / 1 تاریخ پذیزش: 81 / 1 / 1 چکيد زض ايي هطبلؼ ث تسيي ايزبز يه ضا ىبض ثسيبض سبز ث ه ظ ض ثطآضز تؼساز الي بي ه ضز يبظ چ س الي بي وبهپ ظيتي و تحت يه ثبضگصاضي هطوت لطاض زاض س پطزاذت ضس است. زض ايي ضش و ثطاسبس تئ ضي روغ آحبض هيثبضس ثب استفبز اظ ر ت هيعاى ت ص بي اغلي تفىيه آ ب زض الوبى زض ظط گطفت ضس تؼساز الي ب زض ط گط -الي ثط ض رساگب تؼييي هيض س. زض ايي ضش ثب ت ر ث اي ى ضاستبي ت ص بي اغلي ثطضي ثيطي اثست ث هيعاى ر ت ثبض بي اضز هيثبض س ث تؼييي استحىبم ته الي ثط هج بي ظاي اليبف )ظاي ثيي اليبف ثبض اضز زض غفح ضبهل ت ص اغلي يب غفح ضبهل ت ص ثطضي ثيطي ( يبظ است. اظ اي ط زض ايي همبل ثب استفبز اظ هؼيبض حساوخط وط ص لبثل تحول ضضي ثسيبض سبز ثطاي زستيبثي ث تبثغ استحىبم ته الي ثطحست ظاي اليبف پيط بز ضس است. ياژ بي کليدي: وبهپ ظيت چ س الي ضش روغ آحبض حساوخط ت ص ػو زي ثطضي لبثل تحول ترويي تؼساز الي ب Estimation of Number of Required in Composite Plate Layers Using Superposition Methods J. E. Jam and S. H. Taghavian Malek Ashtar University of Technology N. G. Nia Iran Polymer & Petrochemical Institute Abstract To estimate the number of required layers for a composite laminate which stands a compound load, a very simple method has been developed and assembled. This method, which is based on superposition theory, the number of layers in each layer-group is settled separately according to the direction and the amount of main stresses and separating them from each other in desired elements. Since the direction of the main stresses and maximum shear stress depend on the amount and the direction of applied loads in this method, determining the strength of singlelayer based on fiber angle (the angle between fiber and applied load in a plan which comprises main stress and or, a plan which comprises maximum shear stress) is needed. In this paper, according to the maximum strain criterion, a very simple method in order to obtain the function of single-layer strength (versus fiber angle) is suggested. Keywords: Composite Laminate, Superposition Method, Maximum Allowed Normal and Shear Stresses, Estimation of Number of Layers 55 jejam@mail.com 1 زا طيبض ) يس س پبسرگ (: زا طز وبضض بسي اضضس زا طز زوتطي
مقدم ثط ض ولي ططاحي سبظ بي وبهپ ظيتي ضا هيت اى زض ز ضبذ ولي ثطضسي وطز. ضبذ ال ططاحي سبظ بيي است و ثب ت ر ث ع ثبضگصاضي سس سبظ زاضاي يه ضش هطرع ثطاي ططاحي ست س )هب س ا اع هربظى ل ل بي تحت فطبض( ضبذ زم ططاحي سبظ بيي هيثبض س و هب س سبظ بي فلعي زاضاي اضىبل هرتلفي ث ز تحت ثبضگصاضي بي هت ػي لطاض هيگيط س. ػو هب لطؼبتي و زض زست زم لطاض زاض س زض پ ست ثس ه ضه ب اپيوب ب وچ يي ا اع ذ زض ب ثىبض هيض س. تؼييي تؼساز وچ يي چي ص الي ب ثطاي غفحبت چ س الي اي و تحت يه ثبضگصاضي هطوت لطاض زاض س اظ رول ه اضز اغلي است و زض ططاحي ايي لجيل سبظ ب هططح هيثبضس. اظ آ زبيي و تحليل غفحبت چ س الي ث اسط ر تزاض ث زى ثل ن بي تطىيل ز س )ته الي بي ثب اليبف پي ست ( ث تب س ض بي چ س ثؼسي هرتلفي اثست هيثبضس استفبز اظ ضاثط تحليلي ثطاي ططاحي سبظ بي وبهپ ظيتي يبفتي هتغيط بي هرتلف ططاحي )هب س آ چ و زض ططاحي سبظ بي فلعي هطس م است( ػوال غيطهوىي هيثبضس. ايي هسئل ظهب ي پيچيس تط هيض ز و ططاحي ثل ن بي تطىيل ز س چ س الي )تؼييي سجت حزوي اليبف ضاستبي ه بست اليبف...( ث ه ظ ض طچ ث تط ضسى ذ اظ هىب يىي چ س الي اظ رول ظبئف ططاح هحس ة هيض ز. ثط ايي اسبس هطبلؼبت فطاا ي زض ظهي تجييي ضش بي هرتلف ططاحي غ ضت گطفت است اظ رول ايي تحميمبت هيت اى ث تالش بي ثط اضبض وطز و ث زستيبثي ث يه پبيگب اطالػبتي پبي ثطاي ططاحي وچ يي س زص ططاحي بي ا زبم ضس ه زط ضس است [5-]. زض ايي ضاستب آويطا وىبضا ص يع ثب استفبز اظ تئ ضي ضجى بي ػػجي ضضي ضا ثطاسبس ظثبى ثط به يسي C++ اضائ زاز س و ث ث ي سبظي تؼساز چي ص الي ب هيپطزاظز [4-5]. وچ يي پبضن وىبضا ص يع ثطضي ث ي سبظي استحىبم چ س الي ب ثب ث ط گيطي اظ تئ ضي ضجى بي ػػجي پطزاذت ا س و زض بيت ث يه چي ص ث ي ذتن ضس است اظ زيگط پژ ص بي [6]. غ ضت گطفت هيت اى سيستن ضو س وين زيگط وىبضا ص [7-54] ضا يع هخبل ظز و ثطاي ث ي سبظي استحىبم سرتي چ س الي بي وبهپ ظيتي ططاحي ضس است. زض توبم پژ ص بي ف ق و ث يه ثط به ربهغ ططاحي ه ت ي ضس است يه ػول هطتطن ر ز زاضز و هيت اى آ طا هطظ رسايص ثيي ططاحي تحليل بهيس. ايي يبظ زض الغ ترويي الي چ س الي هيثبضس و ط ثط به اي زض اثتساي ػولىطز ذ ز ث آى يبظ زاضز ططاح ه ظف است ثط اسبس تزطث يب ططاحي بي هطبث آ طا ث ػ اى يه زاز ث ثط به ز س. ايي چ س الي هجساء توبم تحليل ب ذ ا س ث ز تب وبضثط ضا ث ر اة بيي ض و ى سبظز. زض ايي هطبلؼ سؼي زاضين ثب استفبز اظ ضش روغ آحبض ثب اػوبل هحسزيت بي ثىبضثطي ايي ضش ضا ىبضي هطرع ضا ثطاي زستيبثي ث ايي ترويي الي اضائ ز ين. ايي ترويي الي و زض حميمت يه ططاحي همسهبتي هحس ة هيض ز تب حس ظيبزي يبظ ططاح ضا ث تزطث يب ضجي سبظي ططح ثب وبض بي ا زبم ضس وب ص هيز س. تئ ري ي فزضيبت وب ط ض و پيطتط ثيبى ضس ضضي و ثطاي تؼييي تؼساز طگط اظ الي ب استفبز هيض ز ضش روغ آحبض است. ثطاسبس ايي ضش تؼساز الي ب ثطهج بي س ن طالي زض تحول ت ص بي اػوبلي ثسست هيآيس. زض ايي ضا ىبض طگط اظ الي ب ت ب ه ظف ث تحول ت طي هيثبض س و استحىبم ثيطتطي زض همبثل آى ت ص زاض س. زض ايي تمسينث سي ت ص بي اػوبل ضس ث غفح چ س الي ضا هيت اى ث ز گط ولي تمسين وطز: N و ثط اسبس هرتػبت ولي x, N y (x) (y) تؼطيف 1- ت ص بي ػو زي - غفحبت چ س الي زض ز ضاستبي هيض س N xy و ثط اسبس هرتػبت ولي ت ص بي ثطضي غفحبت چ س الي ثػ ضت ظيط تؼطيف هيض س. ثط ض ولي ثطاسبس ثبضگصاضي غفحبت چ س الي س گط الي تؼطيف هيض ز. اليي گط الي بيي ست س و زض آ ب اليبف ثب ثطزاض يط ن ضاستب هيثبضس. ايي الي ب و ث الي بي غفط زضر هؼطف س ثط اسبس ت ص بيي و زض ثبال ث آ ب اضبض ضس است هيت ا س زض ضاستبي (y) (x) 56
چيس ض س. زض گط زم و ث الي بي ظاي زاضهؼطف س اليبف ثب ضاستبي ت ص بي ػو زي ظاي هيسبظ س. زض آذط گط س م است و ث الي بي ز زضر ه س ه س. زض ايي الي ب ضاستبي اليبف سجت ث ثطزاض ت ص ػو زي ظاي ز زضر هيسبظز. تعييه س م زگزي اس الي ب در تحمل تىش بي حبصل اس ببرگذاري مزکب ثط ض ولي اظ آ زبيي و هرتػبت غفحبت چ س الي غبلجب ثطاسبس سس سبظ ػولي ث زى فطآي س سبذت تؼييي هيض ز زض حبلتي و ضاستبي ت ص بي اغلي سجت ث هح ض بي (y) (x) ظاي پيسا هيو س ػوال الي اي ث ػ اى الي غفط زضر ر ز ر ا س زاضت )ضىل 5(. ايي هسئل تطريع ظاي ضا زض الي بي هي وبيس )ضىل (. يع هرسش اظ اي ط ثطاي ا زبم يه ططاحي وبضثطزي زض گبم رست هيثبيستي حساوخط ت ص ػو زي حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول يه الي ظاي زاض ضا ثط حست تغييطات ظاي ثسست آضز. زض ايي هطبلؼ ثطاي يل ث ايي سف ثب استفبز اظ تئ ضي حساوخط وط ص لبثل تحول [15] ه ح ي تغييطات حساوخط ت ص ػو زي لبثل تحول وچ يي حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول يه ته الي ثط حست ظاي اليبف ) سجت ث ضاستبي x زض غفح تحت ثبضگصاضي هطوت( اضائ هيض ز. ثط ايي اسبس ثط هج بي ضاثط ه ر ز زض هطارغ هرتلف ظهب ي و يه ته الي تحت ت ص ػو زي زض (x) ضاستبي ثط آى ػجبضت است اظ [15]: لطاض هيگيطز ت ص زض ضاستبي اليبف ػو ز 1 x cos, ) 1( x sin, ) ( sin cos ) 1 x. ( ثط ويي اسبس ظهب يو يه ته الي زض غفح x y تحت ت ص ثطضي لطاض هيگيطز ت ص زض ضاستبي اليبف ػو ز ثط آى ػجبضت است اظ [15]: cos sin, ) 4( 1 xy cos sin, ) 5( xy xy (cos sin ). ) 6( 1 1 ث تطتيت ت ص بي اضز زض 1 زض ضاثط ف ق ضاستبي اليبف ػو ز ثط آى ت ص ثطضي اضز زض غفح )-1( هيثبضس. ثطاي زستيبثي ث ه ح ي تغييطات )حساوخط ت ص لبثل تحول زض ضاستبي xmax ) x ثب استفبز اظ ت ص بي ثسست آهس زض ضاستب بي يه ز وچ يي ثب ث ط گيطي اظ هؼيبض حساوخط وط ص لبثل تحول ]56 55[ هطظ x ث لطاض ظيط ثسست هيآيس: شکل )5(: ظاي اليبف زض غفح اغلي. )بزاسبس مد ط لي( 57 ( ) ST cos x max sin 1 ) 7( شکل )(: ظاي اليبف زض غفح ت ص ثطضي ثيطي.
)بزاسبس مد عزضي( ( ) ST cos x max sin 1 ) 8( )بزاسبس مد بزشي( xmax SLT ) 9( sin cos وچ يي ثب ث ط گيطي اظ هؼيبض حساوخط وط ص لبثل تحول حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول زض يه ته الي يع ثب فطؼ آ ى ت ص ثطضي اضز ثبػج وطص زض ضاستبي ز هيض ز ث لطاض ظيط ثسست هيآيس: )بز اسبس مد ط لي( xy max S ( ) L (cos sin cos sin ) 1 ) 10( )بز اسبس مد عزضي( xy max S ( ) T (cos sin cos sin ) 1 ) 11( )بز اسبس مد بزشي( شکل )(: ه ح ي بي هطث ط ث حساوخط ت ص ػو زي لبثل تحول ته الي ثطحست ظاي اليبف )زض هس ضىست(. S LT xy max ) 1( cos sin زض ضىل بي 4 ه ح ي تغييطات حساوخط ت ص ػو زي لبثل تحول حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول ثطاي يه ته الي وطثي/ اپ وسي و زض رسل 5 ذ اظ هىب يىي آى شوط گطزيس است طبى زاز ضس است. شکل )4(: ه ح ي بي حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول تهالي ثطحست ظاي اليبف )زض هس ضىست(. ثب ت ر ث ه ح ي بي ثسست آهس تبيذ ظيط ثسست هيآيس: جديل )5( ذ اظ هىب يىي وطثي/ اپ وسي. حساوخط ت ص ػو زي لبثل تحول زض ط الي ظهب ي ثسست هيآيس و ضاستبي يط زض ضاستبي اليبف ثبضس. هس ضىست ثط اسبس حس اوخط ت ص ػو زي لبثل تحول زض ط الي زض حسز ظاي 40 اظ هس ثطضي ث هس ػطؾي ا تمبل هييبثس. S ( ) L S ( ) T 1148 MPa 48. MPa S ( ) L S ( ) T SLT 117 MPa 48 MPa 6.1 MPa حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول زض يه ته الي ثب افعايص ظاي اليبف سجت ث هح ض (x) افعايص هييبثس. ثگ اي و همبزيط ثسست آهس اظ 58
59 استحىبم ثطضي الي زض ضاستبي ط لي- ػطؾي ) S LT ثيطتط هيض ز. ايي ىت هؤيس ايي هطلت ( است و استفبز اظ اليبف ظاي زاض ) سجت ث ضاستبي ثبض ػو زي( هيثبيستي ث ذبطط افعايص استحىبم ثطضي چ س الي ثبضس. حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول زض يه ته الي زض ظاي 45 ث حسالل همساض ذ ز هيضسس ايي زض حبلي است و اغليتطيي ػبهل هحسز و س زض ايي ظاي هس ضىست ػطؾي است. زض ايي ظاي اگط ثت اى الي ه ضز ظط ضا زض ضاستبي ػطؾي تم يت وطز ثب ت ر ث اي ى حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول زض هس ثطضي بهحسز است استحىبم ثطضي زض ايي ظاي ضا هيت اى تب هطظ ضىست زض هس ط لي افعايص زاز. تبيذ ف ق زض تؼييي س ن گط بي هرتلف الي اي مص اسبسي ضا ايفب هيو س. همبزيط ػسزي ثسست آهس ثطاسبس ه از ا تربثي هتفبت است و ايي هسئل طبى ز س يبظ ططاح ث تسيي ايي ه ح ي ب لجل اظ تؼييي تؼساز الي ب است. تعييه معيبر شکست بزاي تعييه تعداد الي ب در ز گزي وب ط ض و زض سبظ بي وسب گطز ثطاي تؼييي پبضاهتط بي ططاحي اظ لجيل سس سبظ يب ه از ه ضز يبظ اظ هؼيبض بي هرتلف ضىست استفبز هيض ز زض اي زب يع لػس ثط آى است ثب استفبز اظ ز و اظ ايي هؼيبض ب ث ضاثطي سبز ثطاي هحبسج تؼساز الي بي ه ضز يبظ زض ط ثبگصاضي زست يبثين. تئ ري بيشتزيه تىش بزشي )بزاي تعييه تعداد الي بي ) ثط ض ولي تؼطيف ايي تئ ضي ثطاي ه از وسب گطز ث ضطح ظيط هيثبضس: گبهي تسلين آغبظ هيگطزز و ثيطتطيي ت ص ثطضي زض ط رعء هبز ثب ثيطتطيي ت ص ثطضي زض و آظهبيص وطص وبى هبز ث گبم آغبظ تسلين ثطاثط ض ز =17>. ثط ايي اسبس ثب استفبز اظ ايي تئ ضي هيت اى تؼطيف ظيط ضا ثطاي ه از اضت تطپيه ثيبى وطز. گبهي تسلين آغبظ هيگطزز و ثيطتطيي ت ص ثطضي زض ط رعء هبز ثب ثيطتطيي ت ص ثطضي و هزو ع الي بي هيت ا س تحول و س ثطاثط ثبضس. ثط ايي اسبس ثب فطؼ آ ى هزو ع يط بي ثطضي و الي n هيت ا س تحول و س ثطاثط است ثب ثبض ثطضي و ث غفح اضز هيض ز ضاثط ظيط ثسست هيآيس: n f t N Layer xy max. ) 1( زض ضاثط اذيط xy all N xy max xy يه الي tؾربهت Layer ظط ثطضي لبثل تحول ته الي زض حبلتي ثب هح ض حساوخط ت ص ثطضي زض مط ه ضز all (x) هيسبظز )ضىل (. يع حساوخط ت ص است و ضاستبي اليبف )الغ زض غفح ت ص ثطضي ثيطي ( ظاي يىي اظ ىبتي و زض ايي هطحل حبئؽ ا ويت است يژگي است و زض الي بي 45 فت است. وب ط ض و زض ضىل 4 لبثل ضيت است حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول يه ته الي ظهب ي و ظاي اليبف زض غفح ت ص ثطضي 45 هيثبضس ث حسالل همساض ذ ز هيضسس. ثط ايي اسبس اگط زض ضاثط اذيط اظ 45 xyall ث ربي xy all استفبز ض ز ثبت ر ث اي ى هرطد وسط حسالل همساض ذ ز ضا هييبثس حساوخط تؼسازي و زض ثستطيي ضطايط يبظ است ثسست هيآيس. ايي ىت طبى هيز س و اگط ت ب ثط اسبس هرتػبت سسي سبظ اظ الي بي 45 استفبز ض ز استفبز اظ ضاثط ف ق ثطاي تؼييي تؼساز ايي الي ب يه ططاحي زض حبضي اهي هحس ة هيض ز. زض الغ ايي ضاثط طبى هيز س و استفبز اظ الي بي 45 ثط اسبس ط هرتػبتي و هطل ة سبظ س ثبضس لبثل لج ل است. ظيطا زض ايي حبلت ت ص بي ثطضي ثيطي زض ط غفح اي و ث ر ز آي س ظاي اليبف زض آى غفح ) طچ و ثبضس( استحىبم ثطضي ثيطتطي ضا اضائ هيز س. اظ اي ط استفبز اظ ضاثط ف ق
يه ضش ثسيبض سبز لبثل لج ل ثطاي تؼييي تؼساز الي بي 45 زض گبم ثبضگصاضي هطوت است. تئ ري حداکثز تىش عم دي )بزاي تعييه تعداد الي بي صفز درج( تئ ضي ثيطتطيي ت ص ػو زي ثيبى هيزاضز ظهب ي ضىست ضخ هيز س و يىي اظ ز ت ص اغلي ثب همبهت هبز ثطاثط گطزز =17>. ايي تؼطيف و ثطاي ه از وسب گطز هيثبضس ضا هيت اى ثطاي ه از ات تطپيه ثػ ضت ظيط ثيبى وطز: ضطع ضىست ظهب ي است و ثيطتطيي ت ص اغلي اضز ث سبظ ثب ت طي و هزو ع الي بي غفط زضر هيت ا س تحول و س ثطاثط ثبضس. ثط ض ولي تؼطيفي و زض توبم هطارغ ثطاي الي بي 0 اضائ هيض ز ايي است و الي بي غفط زضر الي بيي ست س و اليبف زض آ ب زض ضاستبي يط آضايص يبفت ا س. اهب ثط هج بي آ چ و زض ثرص اضبض ضس زض ضطايط ػولي ايي هرتػبت سسي سبظ است و الي بي غفط زضر ضا تؼييي هيو س. ثط ض هخبل زض ل ل ب هربظى تحت فطبض الي بي غفط زضر الي بيي ست س و زض آ ب اليبف زض اهتساز ط لي ل ل يب هرعى آضايص يبفت ا س. زض چ يي سبظ اي ظهب ي و رعء زض ظط گطفت ضس تحت يه ثبضگصاضي هطوت هيثبضس ثب ت ر ث اي ى غفح ت ص بي اغلي زض ط ظاي اي هيت ا س ثبضس ثبت ر ث اي ى ظيف چ س الي تحول ت ص بي اغلي است زيگط الي اي ث بم الي 0 ر ز ساضز. ثط ايي اسبس اگط فطؼ ض ز الي بي غفط زضر الي بيي ست س و ت ب زض ضاستبي اليبف ثبض تحول هيو س هيت اى تؼساز ايي الي ب ضا ثط ض رساگب ثطاي ثبض بي N 1 N ت سط ضاثط ظيط ثسست آضز: N1or n. ) 14( 0 t زض ايي ضاثط : Layer x all N 1 or ت ص بي اغلي زض ضاستب بي يه ز )ثيطتطيي ت ص بي ػو زي اضز ثط رعء زض ظط گطفت ضس است( )ضىل 5( همساض ت ص ػو زي و طيه اظ الي بي 0 زض x all ضاستبي ثبض اضز زض غفح ت ط بي اغلي تحول هيو س. ظاي اليبف الي بي 0 ( ضىل )5 زض غفح ت ص بي اغلي اهطظ زض ططاحي يه چ س الي ث ي سبظي پبضاهتط بي هرتلف ططاحي اظ رول ظى ولي چ س الي وچ يي چي ص ث ي الي ب )ثطاي حػ ل ذ اظ هىب يىي ثبالتط( اظ رول هلعهبت ه ن يه ططاحي ذ ة هحس ة هيض ز. اظ اي ط همبزيطي و ث سيل ضاثط ثبال ثسست هيآيس ضا هيت اى يه ترويي الي هحس ة وطز. ايي ترويي ضا گطبي ا اع تحليل ب فطآي س بي ث ي سبظي ثطضي سبظ هيثبضس. تشزيح يك مدل عم مي زض ططاحي يه پ ست وبهپ ظيتي )ثطاي هخبل پ ست ثيط ي يه ه ضه ثبلستيه يب ثس اغلي يه اپيوب( و زاضاي ضىل است ا اي ث ز تحت هزو ػ اي اظ ثبضگصاضي بي پيچطي ذوطي هح ضي لطاض زاضز زض يه لحظ مط ثحطا ي رعء زض ظط گطفت ضس تحت ت ص بي N y N x N xy لطاض زاضز )ضىل 5(. شکل )5(: يه است ا وبهپ ظيتي تحت ثبضگصاضي هطوت. ثط ايي اسبس ثب فطؼ گطافيت / اپ وسي و اي ى زض هطرػبت ايي آى سبظ زض رسل اظ وبهپ ظيت اضائ 5 گطزيس استفبز ضس است وچ يي ثب ت ر ث اي ى ثط اسبس هحسزيت بي سبذت ت ب اهىبى استفبز اظ الي بي غفط زضر 45 90 هيثبضس )ضاستبي هح ضي است ا ضاستبي غفط زضر هحس ة هيض ز( تؼساز الي بي
پيط بزي ضا هيت اى ثب تحليل ت ص بي اغلي اضز ث هسل ثط اسبس ضش روغ آحبض ثسست آضز. زض ايي ضش ثؼس اظ تؼييي مط ثحطا ي هحبسج ت ص بي اضز ث سبظ زض ايي مط ظاي غفح ت ص بي اغلي سجت ث هح ض سبظ هحبسج هيگطزز. تحليل مدل ارائ شد زض ضىل 6 يه هخبل اظ ثبض بي اضز ث مط ثحطا ي سبظ اضائ ضس است. ثط اسبس ثبضگصاضي هفطؼ ت ص بي اغلي وچ يي حساوخط ت ص ثطضي ث تطتيت زض ظايبي 6/5 18/5 ) سجت ث هح ض ط لي است ا ( حبزث هيض س. ثطايي اسبس ثطاي تؼييي تؼساز الي بي غفط زضر 45 90 ثب ث ط گيطي اظ همبزيط ثيطي ثسست آهس )ضىل وچ يي ضاثط هؼطفي ضس تبيذ ظيط ثسست هيآيس. همساض يه ترويي زست ثبال هحس ة هيض ز چطا و زض هحبسج تؼساز ايي الي ب احط گط بي الي اي زيگط 0 m / 90 k زض تحول ثبض اػوبلي زض ظط گطفت طس است. n بزاي الي بي 9 A 8010. 66 8 0. 10 1. 510 90 B C ) N زض ضاثط ف ق يع A ت ص اغلي زض ضاستبي ز ( )ضىل 6( B ؾربهت ته الي C حساوخط ت ص ػو زي لبثل تحول يه ته الي زض حبلتي است و ظاي اليبف ثب ضاستبي يط ظاي 6/5 هيسبظز. زض اي زب يع ث ب ث زليلي و ثطاي الي بي غفط زضر ثيبى ضس تؼساز ثسست آهس يه ترويي زست ثبال هحس ة هيض ز و ايي ىت زض گبم ث ي سبظي چ س الي بيي هيثبيستي لحبظ گطزز. )6 بزاي الي بي 45 5 n A 10010 10 5 7 0. 10 4. 7610. 45 B C 11 شکل )6(: ت ص بي اغلي )ضاستب ب همبزيط( بزاي الي بي n 0 A 8010 9. 8 0. 10 1. 510 0 B C 10 زض ضاثط ف ق A ت ص اغلي زض ضاستبي يه N 1 B )6 )ضىل ؾربهت زض ظط گطفت ضس ثطاي يه ته الي t( Layer زض بيت C حساوخط ت ص ػو زي لبثل تحول ( يه ته الي زض حبلتي است و ظاي اليبف ثب ضاستبي يط ظاي 6/5 هيسبظز. ثط ض ولي ضاثط ثبال طبى هيز س و حساوخط 10 الي ثطاي تحول حساوخط ت ص ػو زي اضز ث رعء زض ظط گطفت ضس الظم است. الجت شوط ايي ىت ؾطضي است و ايي زض هؼبزل ثبال A حساوخط ت ص ثطضي اضز ث سبظ زض رعء زض ظط گطفت ضس هيثبضس. ايي ت ص زض ظاي 18/5 سجت ث ضاستبي هح ضي سبظ اػوبل هيض ز. وچ يي زض ايي ضاثط C حساوخط ت ص ثطضي لبثل تحول ته الي زض حبلتي است و ضاستبي اليبف ثب ضاستبي ثبض اضز ظاي 45 هيسبظز. زض اي زب الظم ث شوط است و ثط اسبس هحسزيت بي سبذت ظاي اليبف زض الي بي 45 سجت ث هح ض است ا هحبسج هيض ز. اظ اي ط رول هيثبيستي ثيبى C و س استحىبم ثطضي ته الي زض حبلتي ثبضس و ضاستبي اليبف ثب ضاستبي ت ص ػو زي )زض اي زب ت ص هت سط زض غفح ت ص ثطضي ثيطي ( ظاي )زض ضاثط ثبال 6/5 هيسبظز: 45 +18/5;6/5 18/5 ظاي ثيي غفح ت ص ثطضي ثيطي غفح اي است و تحت ثبضگصاضي هطوت هيثبضس.(
D اهب وب ط ض و زض لسوت تبيذ ثرص ثيبى ضس استفبز اظ استحىبم الي بي 45 يه ططاحي زض حبضي اهي هحس ة هيض ز و زض اي زب اظ آى استفبز ضس است. زض ايي هطحل ثب استفبز اظ تبيذ ثسست آهس هيت اى چ س الي ه ضز ظط ضا تطىيل زاز زض ه ضز آضايص الي ب تػوينگيطي وطز. آ چ و زض ايي ثرص اظ ططاحي حبئؽ ا ويت است ايي است و تطتيت الي ب جبيس هحسزيت بي هطث ط ث استفبز اظ ضش روغ آحبض ضا مؽ و س. ثط ض ولي ايي هحسزيت ب ػجبضت س اظ: -1 - - ت ص بي ه ر ز جبيس اظ حس ت بست هبز تزبظ و س همطغ ه ضز استفبز زض تحليل جبيس ث مبط احط يط بي هفطؼ ذيلي عزيه ثبضس تغييطضىل بي بضي اظ يىي اظ ثبضگصاضي ب جبيس تأحيطي ثط تؼييي ت ص بي بضي اظ ثبضگصاضي بي زيگط زاضت ثبضس. هحسزيت بي 1- سبظ ب اظ رول سبظ بيي و هتطىل ه اضزي ست س و زض تحليل توبم اظ ه از وسب گطز هيثبض س چ آ بيي و اظ ه از اضت تطپيه سبذت ضس ا س هيثبيستي ضػبيت ض س. اهب هحسزيت س م زض ططاحي سبظ بي هتطىل اظ ه اضز اضت تطپيه ثحطا يتط است يبظ ث ت ر ثيطتط زاضز. ثب ت ر ث ايي هحسزيت ضطايط سبظ بيي و اظ غفحبت چ سالي سبذت ضس ا س ثبيس گفت ايي ه ؾ ع زض ايي لجيل سبظ ب ضطايط ضا ثطاي استفبز اظ ضش روغ آحبض سرتتط هيو س چطا و زض غفحبت چ س الي ظهب ي و يه الي زض يه ثبضگصاضي زچبض تغييطضىل هيض ز هوىي است ثط چگ گي تؼييي ت ص زض الي بي زيگط چ زض وبى ثبضگصاضي چ زض ثبضگصاضي بي زيگط تأحيط ثگصاضز. ثط ض هخبل اگط يه چ سالي تحت ثبض بي N x N xy لطاض گيطز الي بي 45 زچبض وط ص ثطضي ض س ايي پسيس زض هيعاى وط ص بي ط لي الي بي و 0 تحت ايي ثبضگصاضي ست س احط گصاضت ت ص بي ايزبز ضس زض ايي الي ب ضا ثطحست زضي يب عزيىي آ ب اظ الي بي 45 تغييطهيز س. اظ اي ط زض گبم استفبز اظ ايي ضش ثبيس احط وط ص الي ب ضا ثط يىسيگط اظ ثيي ثطز. ايي هسئل ػو هب ث سيل الگ ي چي ص الي ب لبثل حل است. ثط ايي اسبس هيت اى گفت هحسزيت بي حبغل اظ ضطايط استفبز اظ ضش روغ آحبض هيثبيستي ثطضي تطتيت الي چي ي ب اػوبل ض ز. زض ايي ضاستب ثبيس ث ايي ىت ت ر زاضت و ثبض بي اػوبلي ث يه چ سالي احطات هتفبتي زض طالي هيگصاضز ثط ضي و زض پبض اي اظ ه اضز ثبػج تغييطضىل بذ است سبظ ضس و ث ػلت ػسم استحىبم آى ثلى ثربطط ع الي چي ي آى غ ضت هيگيطز. اظ اي ط هيثبيستي ثب ض بذت تفىيه زليك يط بي اضز وچ يي ت ص بي حبغل اظ آ ب احطاتي ضا و ضي چ سالي ايزبز هيو س تؼييي وطز. اهب سئ ال اي زب است و ايي احطات ضا چگ هيت اى ثطاسبس ع ثبضگصاضي پيسا وطز اظ ططف زيگط چگ هيت اى احطات ه في ضا حصف وطز. ثطاي پبسدگ يي ث ايي سئ ال هيت اى ثب استفبز اظ هبتطيس بي B A و حبغل تئ ضي والسيه غفحبت الي اي هيثبض س ث ط ثطز. زض ضىل 7 ح تأحيطگصاضي طوسام اظ ؾطايت هبتطيس سرتي بي D B A طبى زاز ضس است. شکل )7(: تبحيط ؾطائت هبتطيس بي سرتي ثطي ػىسالؼول غفح. N A M B B D ايي تغييطات زض الغ ذويسگي ب اػ ربد بي غفح هيب ي ضا زض احط ثبض N x طبى هيز س. ثطاسبس ايي ضىل ثسي ي است ثطاي اظ ثيي ثطزى ط احطي و زض ططح هب بهطل ة است وبفي است ؾطيت هطث ط ث آى احط غفط ه ظ ض گطزز يؼ ي ث ػجبضتي الي چي ي غفح چ س الي ث ططيمي غ ضت گيطز و ايي ؾطايت زض بيت غفط ض س. اهب سئ ال اي زب است و وسام احط ب بهطل ة ست س. ثطاي پبسد ث ايي سئ ال تؼطيف ظيط ضا هيت اى ثطاسبس ضفتبض هىب يىي ه از وسب گطز اضائ زاز.
وط ص بيي و ثط احط ط ع ثبضگصاضي ايزبز هيض س هيثبيستي اظ وبى ع ثبضگصاضي ثبض س. زض ايي ضاثط ثط ض زليمتطي هيت اى گفت: -1 ظهب ي و غفح تحت ثبض بي ط لي لطاض زاضز,x N هيثبيستي ت ب زض ضاستبي ط لي N y ػطؾي زچبض وط ص ض ز )ايي لبػس زض سبظ بي هتطىل اظ ه از وسب گطز يع ثطلطاض است(. ايي ثساى هؼ ب است ظهب ي و غفح اي تحت ايي ع ثبضگصاضي لطاض زاضز جبيس زچبض وط ص بي ثطضي K y, K x ذويسگي اػ ربد xy وچ يي پيچص ض ز. اظ اي ط هيت اى K xy تيز گطفت و زض ايي حبلت هيثبيستي: A 16 B11 B1 B16 0 N x بزاي A 6 B1 B B6 0 بزاي N y - N xy ظهب ي و غفح اي تحت ثبض ثطضي هيثبضس ت ب هيثبيستي زچبض وط ص ثطضي غفح اي ض ز )ايي لبئس يع زض سبظ بي هتطىل اظ ه از وسب گطز ثطلطاض است(. ايي هسئل ثساى هؼ ب است و ظهب ي و غفح تحت ايي ثبضگصاضي y, x است جبيس زچبض وط ص بي ط لي y, K وچ يي K x ذويسگي اػ ربد پيچص ض ز. ث بثطايي زض ايي حبلت هيثبيستي: 0 بزاي N K xy A 61 A6 B61 B6 B66 xy ثط ايي اسبس ثبيس گفت زض تؼييي الگ ي چي ص چ س الي بيي و تؼساز الي بي آ ب ثط اسبس ضش روغ آحبض ثسست آهس است و اض ثبيس ث ز جبل الگ بيي ث ز و ثطاسبس يبظ ططح توبم يب ثرطي اظ ضطايط ف ق ضا اضؾبء وبيس. اظ اي ط ثط ض هخبل ثطاي يه غفح چ س الي و N xy لطاض N y N x تحت يه ثبضگصاضي هطوت ضبهل زاضز چي ص هتمبضى هت اظى الي ب هيت ا س توبم ضطايط ف ق ضا تبهيي وبيس. زض اي زب الظم ث شوط است آ چ و زض ه ضز هحسزيت بي هطث ط ث چي ص الي ب هططح ضس ثطاي آى زست اظ ططاحي بيي است و زض آ ب سبظ ثط اسبس ثبض بي اضز ت ب هزبظ ث ػىسالؼول بي هتؼبضف هيثبضس. اهب زض حبالتي و يبظ ططح ث استفبز اظ ذوص ب وط ص ب يب اػ ربد بيي است و حبغل چيسهبى بي هرتلف الي اي هيثبضس الگ بي هت ػي ه ر ز است و هيت اى اظ آ ب استفبز وطز. ىت اي و زض ايي ضطايط حبئؽ ا ويت است آى است و ثب ت ر ث اي ى زض ضش روغ آحبض احط ت ص بي اػوبلي اظ ططف زيگط الي ب ثط ضي طگط اظ الي ب زض ظط گطفت طس است ايي اهىبى ر ز زاضز و ترويي ثسست آهس ثطاي ط گط اظ الي ب ر اثگ ي ت ص بي اػوبلي ثط ضي الي بي ثحطا ي جبضس. اظ اي ط زض ظهبى استفبز اظ الگ بي چي طي و هحسزيت بي اغل ثط ن ي ضا ضػبيت ويو س تحليل سبظ اطوي بى اظ ػسم اهب سگي ولي الي ب اهطي ؾطضي ث ظط هيضسس. وتيجگيزي ثط ض ولي ثب ت ر ث اي ى زض ططاحي سبظ بي وبهپ ظيتي ز فطآي س تػوينگيطي ه اظي يؼ ي تؼييي آضايص ه از تطىيل ز س وچ يي ططاحي اثؼبزي سبظ هططح است هز الت ثسيبضي ر ز زاضز و ث گبم ططاحي هيثبيستي تؼييي گطز س. آ چ و زض ايي هطبلؼ ثسست آهس ضضي ثسيبض سبز ثطاي اضائ پيط بز الي است. زض ايي ضش و ثطاسبس تؼييي س ن ط گط اظ الي ب زض تحول ثبض بي اضز ثط هج بي ضش روغ آحبض هيثبضس بزيس گطفتي هجبحج هرتلفي اظ رول ر ز ت ص بي ثيي الي اي وچ يي احط ط گط اظ الي ب زض تحول ثبض بي هطث ط ث گط بي زيگط زلت ايي هحبسجبت ضا زض حس يه ترويي الي وب ص هيز س. لي زض ط غ ضت اظ آ زبيي و ايي ترويي يه ثطآضز زست ثبال هحس ة هيض ز زض ه اضزي و هسبئل ث ي سبظي هططح جبضس لبثل لج ل ذ ا س ث ز. اظ رول تبيذ زيگطي و زض ايي ثطضسي ثسست آهس چگ گي پيچص الي بي 45 زض گبم سبذت سبظ هيثبضس. ثط ايي اسبس اگط تؼساز الي بي 45 ثب استفبز اظ ضاثط )5( هحبسج گطزز ثب ت ر ث اي ى زض ايي حبلت ثط هج بي ظاي اليبف ووتطيي استحىبم ايي گط اظ الي ب
زض ظط گطفت ضس است ظاي حميمي ثيي ضاستبي يط ضاستبي اليبف ) طچ و ثبضس( الي ب استحىبم ثيطتطي ضا اضائ هيز س اظ اي ط زض ايي ضطايط پيچص الي بي 45 زض ط زستگب هرتػبتي و ثطاي ت ليس و س ػولي ثبضس لبثل لج ل ذ ا س ث ز. مزاجع 1. Webber, J.P.H. and Morton, S.K. An Expert System for Laminated Plate Design, Using Composite Materials, Composite Structures, Vol. 7, pp. 1051-67, 1990.. Wu, C.M.L., Webber, JPH, and Morton S.K. A Knowledge Based Expert System for Laminated Composite Structural Design, Aeronautical J., Vol. 95, pp. 1-0, 1991.. Wu, C.M.L. Bolted Joints in a Laminated Composite Structures Design Expert System, Composite Structures, Vol., pp. 6-85, 199. 4. Akira, T., Naonobu, S. and Mitsunori, M. Object Oriented Approach to Optimize Composite Laminated Plate Stiffness with Discrete Ply Angles, J. of Composite Materials, Vol. 0, pp. 100-41, 1996. 5. Akira, T. a,d Raphael, T.H. Stacking Sequence Optimization by a Genetic Algorithm with a New Recessive Gene Like Repair Strategy, Composite, Part B, Vol. 9B, pp. 77-85, 1998. 6. Park, J.H., Hwang, J.H., Lee C.S. and Hwang W. Stacking Sequence Design of Composite Laminates for Maximum Strength, using Genetic Algorithm, Composite Structures, Vol. 5, pp. 17-1, 001. 7. Kim. J.S., Kim, G.G. and Hong, C.S. Design of Composite Laminates, Using Expert System and Enumeration Method, J. Korean Soc. Compos Mater, Vol. 11, pp. 48-49 [in Korean], 1998. 8. Kim, C.G., Kim, J.S. and Hong, C.S. Stacking Sequence Design of Composite Laminate, Using Expert System, ICCE-5, Las Vegas, NY, 5-llth July,1998. 9. Kim, J.S., Kim, G.G. and Hong, C.S. Knowledge Patchwise Layup Design Method, J. Korean Soc. Aeronaut Space Sci, Vol. 7, No., pp. 4-5 [in Korean], 1999. 4