تحلیل خمشی شافت پروانه های کامپوزیتی متخلل تقویت شده با گرافن

در سال های اخیر تقاضا برای به کارگیری کامپوزیت ها به دلیل بهبود عملکرد سازه ای و هیدرودینامیکی سازه های دریایی همچون پروانه ها افزایش یافته است. مواد کامپوزیتی نسبت به مواد فلزی دارای ویژگی هایی همچون سبک بودن، استحکام و سختی بالا هستند. مواد کامپوزیتی ارتعاشات و سر و صدا را نسبت به مواد فلزی کاهش می دهند. این مقاله به بررسی عملکرد خمش استاتیکی شافت استوانه ای پروانه کامپوزیتی متخلخل تقویت شده با صفحات گرافن در شرایط تکیه گاهی ساده در هر لبه پانل بر مبنای روش الاستیسیته سه بعدی می پردازد. آرایش یکنواخت و غیریکنواخت مدرج تابعی برای پراکندگی صفحات گرافن و حفره های داخلی در نظر گرفته شده است. مدل اصلاح شده هالپین-تسای و قانون اختلاط در کنار مدل فوم سلول باز به منظور محاسبه مدول الاستیسیته و چگالی جرمی بکار گرفته شده اند. حل دقیق تحلیلی مبتنی بر استفاده از تکنیک فضای حالت و بسط سری فوریه ارائه شده است که صحت روش ذکر شده از طریق مقایسه نتایج عددی بدست آمده با آنچه در ادبیات موضوع به آن اشاره شده است سنجیده شده است. مطالعه پارامتری به منظور بررسی تاثیر عوامل هندسی مختلف، نحوه توزیع صفحات گرافن بر پاسخ خمشی پانل مذکور انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که افزایش کسر جرمی صفحات گرافن در نتیجه افزایش مدول الاستیسیته سبب بهبود عملکرد خمشی پانل استوانه ای می شود