مطالعه عددی و آزمایشگاهی اثر جدایش بین لایه ای و ترک بطور همزمان بر خواص ارتعاشی در صفحه کامپوزیتی انحنادار

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-9 (9)

کد مقاله : 1012-ISAV2022 (R1)

نویسندگان

رضا آذرافزا ¹ ، مجید قدیمی ² ، زهرا رافعی ² ، علی داور ¹

¹مجتمع دانشگاهی مواد و فناوریهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

²مجتمع دانشگاهی مواد و فناوریهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، لویزان، تهران

چکیده

مطالعه حاضر به بررسی تجربی و عددی دو عیب جدایش بین لایه‌ای و ترک بطور همزمان بر روی پنل کامپوزیتی لایه‌ای انحنادار پرداخته است. ابتدا تست تجربی بر روی نمونه‌ها انجام و پس از تایید مدل المان محدود با نتایج تست و مقالات پیشین، با استفاده از مدل المان محدود حاصل شده، به بررسی تاثیر ابعاد هر دو عیب، افزایش تعداد عیوب، موقعیت قرارگیری نسبت به هم و در نهایت بررسی اثر عیب ترک‌های طولی و عرضی با ثابت ماندن موقعیت و ابعاد جدایش بین لایه‌ای بررسی شده است. از نتایج مهم حاصل شده می‌توان به کاهش فرکانس‌های اصلی بر اثر کاهش سفتی در صورت وجود هر دو عیب اشاره نمود. جدایش بین لایه‌ای تاثیر کمی بر فرکانسهای طبیعی چند لایه کامپوزیتی دارد. همچنین اثر ترک عرضی بر روی مود اول سازه مشهودتر از جدایش بین لایه‌ای است. همچنین محل قرارگیری عیوب در مرکز صفحه تاثیر بیشتری بر فرکانس دارد.

کلیدواژه ها

جدایش بین لایه ای؛ ترک؛ تست مودال؛ صفحه انحنادار

موضوعات

Shock and Vibration Testing

Title

Numerical and Experimental Investigation of Delamination Effect in Presence of Crack on Vibration Properties of Curved Composite Panel

Authors

Reza Azarafza, Majid ghadimi, Zahra Rafei, Ali Davar

Abstract

In the present study, the effect of two defect types including both interlaminar delamination and crack on the vibration properties of the curved laminated composite panel is investigated. First, the experimental test was performed on the samples and after confirming the finite element model with the test results and articles, using the obtained finite element model, to investigate the effect of the dimensions of both defects, the increase in the number of defects, the position of the relative to each other and in Finally, the defect effect of longitudinal and transverse cracks has been investigated by keeping the position and dimensions of interlayer separation constant. The important outcome is that the fundamental frequencies are reduced as the stiffness is decreased due to the presence of both defect types. Delamination defect has less effect on the natural frequencies of multilayer composite. Also, the effect of the transverse crack on the first mode of the structure is more evident than the separation between the layers, and the location of the defects in the center of the plane has a greater effect on the frequency.

Keywords

Interlaminar delamination, crack, Modal testing, Curved panel

مراجع

1-K. Alnefaie, "Finite element modeling of composite plates with internal delamination", Composite Structures, Vol. 90, pp. 21–27, (2009). 2. R. Craven, L. Iannucci, R. Olsson b, "Delamination buckling: A finite element study with realistic delamination shapes, multiple delaminations and fibre fracture cracks", Vol. 41, pp. 684–692, (2010). 3. Nisha A S, Saraswathy B, "Dynamic Analysis of Delaminated Sandwich Composites", Vol. 3, pp. 172-177, (2013). 4. A. Mittal, "Vibration analysis of laminated composite curved shells", (2014) 5. K. Torabi, M. Shariati-Nia, M. Heidari-Rarani, "Modal Characteristics of Composite Beams with Single Delamination- A Simple Analytical Techni", Mechanics of Advanced Composite Structures, Vol. 2, pp.97-106, (2014). 6. N. H. Hadi, B. J. Hamood, "Vibration Analysis of a Composite Plate with Delamination", Journal of Engineering, No. 2, Vol. 21, pp.144-164, (2015). 7. A. Muc, A. Stawiarski, “Location of Delaminations in Curved Laminated Panels”, Composite Structures, Vol. 133, pp. 652-658, (2015). 8. K. Chawlaa, S. Ray-Chaudhurib, "Effect of cut-out and delamination on modal properties of singly and doubly-curved Composite plates", Procedia Engineering, Vol. 199, pp. 1982– 1987, (2017). 9. M. Imran, R. Khan & S. Badshah, "Investigating the Effect of Delamination Size, Stacking Sequences and Boundary Conditions on The Vibration Properties of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite", Materials Research, Vol. 22, pp. 1-7, (2018). 10. M. Nikbakht, J. Yousefi, H. Hosseini-Toudeshky & Go Minak, "Delamination evaluation of composite laminates with different interface fiber orientations using acoustic emission features and micro visualization", Composites Part B, Vol.113, pp. 185-196, (2018). 44 . 11-.آذرافزا رضا ، قدیمی مجید، هرسینی ایرج، "مطالعه عددی و آزمایشگاهی اثر جدایش بین الیهای در صفحات کامپوزیتی انحنادار بر خواص ارتعاشی“، نشریۀ علمی صوت و ارتعاش، سال هشتم، شماره پانزدهم، صفحه 3-41 ،439 12. M. Imran, R. khan & S. Badshah, "Vibration Analysis of Cracked Composite Laminated Plate: A Review", Journal of Engineering & Technology, Vol. 38, No. 3, pp.705-716, (2019). 13. Sh. Shams, A.R. Torabi, M. Fatehi Narab & M.A. Amiri Atashgah, "Free vibration analysis of a laminated beam using dynamic stiffness matrix method considering delamination", Thin-Walled Structures, Vol. 166, pp. 1-19, (2021). 14. M. Itishree, Sh. K. Sahu, "Modal analysis of woven fiber composite plates with different boundary conditions", International Journal of Structural Stability and Dynamics, Vol.15, no.01, (2015). 15. Lin, D. X, R. G Ni, & R. D. Adams, "Prediction and measurement of the vibrational damping parameters of carbon and glass fibre-reinforced plastics plates", Journal of composite materials, Vol.18, no.2, pp.132-152, (1984).