Nonlinear low-velocity impact analysis of sandwich plate with poroelastic core
مشخصات ظاهری
ساير جزييات
۴۷ ص.
یادداشتهای مربوط به عنوان و پدیدآور
متن يادداشت
محمد شرعیات
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
زمان اعطا مدرک
۱۴۰۱
نظم درجات
سازه و بدنه خودرو
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
حفرهصهای بسیار ریز موجود در برخی کامپوزیتها، چوب یا فوم در برخی موارد با سیال پر شدهصاند. ترکیب حاصله که ماده پروالاستیک نامیده میصشود، در جذب واستهلاک انرژی از جمله، در میراسازی انرژی ضربه وارده، ایزولهصسازی ارتعاشی و آکوستیکی و میرایی ارتعاش سازهصای نقش بسزایی دارد و لذا، در صنایع خودرو نیز مورد استفاده قرار میصگیرد. عموما مواد نرم، از جمله، مواد نرم پروالاستیک، به عنوان هسته ورقصهای ساندویچی، قابل استفاده هستند. در پژوهش کنونی به تحلیل پاسخ ورق ساندویچی دارای هسته پروالاستیک در ضربه کمصسرعت پرداخته خواهد شد. برای این منظور ابتدا معادلات لازم برای تشریح رفتار مواد پروالاستیک بر اساس تئوری بیوت ارایه گردیده و سپس با استفاده از این معادلات، فرضیات تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول برای ورقهای ساندویچی و همچنین اصل همیلتون ، معادلات ورق پروالاستیک استخراج گردیده است. از قانون تماس هرتز برای مدلسازی ضربه استفاده شده و معادلات لازم ارایه گردیده است. با توجه به وجود رویهصها، حرکت سیال درون صفحهصای و تابع معادلات بیوت و دارسی خواهد بود. برای حل معادلات زمانی از روش انتگرال گیری زمانی نیومارک استفاده شدهاست. سپس با استفاده از کد تهیه شده در برنامه متلب، سیستم معادلات به روش المان محدود حل و نتایج استخراج شدهاست. نتایج نشان میدهد که با افزایش جرم وسرعت ضربهزن، نیروی تماس و خیز ورق در محل ضربه افزایش مییابد؛ درحالی که به طور کلی نمیتوان حدسی دقیق از ارتباط میان ضریب نفوذپذیری و تاریخچه نیروی تماس و خیز ورق به عمل آورد و قطعیت در این زمینه نیازمند انجام تحلیل خواهد بود. نتایج حاصل از تحلیل نشان میدهد که برای دادههای کنونی، با افزایش ضریب نفوذپذیری خیز و نیروی تماس نیز افزایش یافتهاست. بررسی تاریخچه نیروی تماس و خیز ایجاد شده برای دو حالت وجود و عدم وجود سیال درون حفرهها در ساختار هسته ورق ساندویچی، خیز و نیروی تماسی کمتری را برای حالت بدون سیال در قیاس با حالتی که سیال درون حفرهها وجود دارد، نشان میدهد. همچنین نتایج این تحقیق نشان میدهد با افزایش گرانروی سیال، میزان خیز در ناحیه تماس کاهش یافته و این موضوع نشاندهنده افزایش میرایی ناشی از برخورد با افزایش گرانروی است. در مقابل به دلیل سختتر شدن نشت سیال و سفت شدن ناحیه تماس، نیروی تماس افزایش داشته است.
متن يادداشت
Proelastic material consists of an elastic matrix containing isolated or interconnected fluid-saturated pores. Fluid movement between interconnected pores in this material plays a significant role in damping undesired vibrations as well as absorbing and dissipating energy. Therefore, due to their ability to absorb energy and sound, these materials are widely used as insulators and shock absorbers in automotive, aerospace and building industries. Also, in many biomechanical analyses, bones and muscles are modeled using these materials. Generally, proelastic soft materials can be used as the core of sandwich plates. In the current research, nonlinear low-velocity response of sandwich plate with poroelastic core will be analyzed. For this purpose, first, the necessary equations to describe the behavior of poroelastic materials based on Biot's theory are provided, and then, using these equations, the assumptions of the first-order shear deformation theory for sandwich plates and also Hamilton's principle, the equations of poroelastic plates are derived. Hertz's contact law has been used for impact modeling and equations have been presented. Due to the existence of sheets, the movement of fluid will be in-plane and function of the Biot and Darcy equations. Newmark's time integration method has been used to solve time equations. Then, using the code implemented in MATLAB software, the system of equations were solved using finite element method. The results show that with the increase in the mass and velocity of the impactor, the contact force and plate deflection increase at the impact area; however, it is not possible to make a general relation between the permeability coefficient and contact force as well as plate deflection. Also, the obtained results show that with the increase of permeability coefficient, the deflection and the contact force have increased. Examining the contact force and deflection for both cases of presence and absence of fluid inside the pores indicates less deflection and contact force for the case without fluid compared to the case where there is fluid inside the pores. Also, the results imply that with the increase in fluid viscosity, deflection in the contact area is reduced because of the increase in damping.
موضوع (اسم عام یاعبارت اسمی عام)
تقسیم فرعی موضوعی
ورق ساندویچی
تقسیم فرعی موضوعی
هسته پروالاستیک
تقسیم فرعی موضوعی
ضربهکم سرعت
تقسیم فرعی موضوعی
Sandwich plate
تقسیم فرعی موضوعی
Poroelastic material
تقسیم فرعی موضوعی
Impact
عنصر شناسه ای
مهندسی مکانیک
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )