Numerical and experimental investigation of mechanical and thermal buckling loads of composite laminated plates

• Published in: Engineering and Technology Journal Vol. 29; no. 9; pp. 1830 - 1844
• Main Authors: Husayn, Ammar A., Mahdi, Hasan H., Ahmad, Nisrin H.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Baghdad, Iraq University of Technology 01.06.2011; Unviversity of Technology- Iraq
• Subjects: Buckling (Mechanics); Composite construction; composite plate; Finite element method; Plates (Engineering); thermal buckling
• ISSN: 1681-6900; 2412-0758
• DOI: 10.30684/etj.29.9.17

هذه الدراسة، تتناول تأثير درجة الحرارة و نسبة الطول إلى العرض و عدد الطبقات و حالات التثبيت على حمل الانبعاج في الصفائح المركبة عمليا و عدديا. المتغيرات التي درست في الجانب العملي تضمنت حالتين من طرق التثبيت (Free-Free-Simple-Simple) و Free-Free-Clamp-Clamp))، تسليط ثلاث أحمال حرارية (40°C،60°C ، 80°C) و نسب مختلقه من الطول إلى العرض (1، 1.3، 1.5، 2) و تم تغيير سمك الصفيحة من خلال زيادة عدد الطبقات. أظهرت النتائج أنه في حالة زيادة درجة الحرارة من (40°C) إلى (C°80) كانت القيمة العظمى للانبعاج (225 N / mm) و للحالة (T = 40 °C، a / b = 2 و 4 = NL) في حين كانت القيمة الصغرى هي (11.7 N / mm) و للحالة (T = 80 °C، a / b = 1 و 2 = NL). كما و أظهرت النتائج أنه في حالة الطبقة المتماثلة (°0 / °90 / °0) عند زيادة درجة الحرارة بنسبة (% 100) انخفضت قيمة الانبعاج بمقدار (% 50) عند نسبة الطول إلى العرض تساوي 1. أخيرا، عند زيادة نسبة الطول إلى العرض فإن قيمة حمل الانبعاج سوف تزداد بثبوت درجة الحرارة، عدد الطبقات و طرق التثبيت. In this study, the effect of temperature, aspect ratio, number of layer and boundary conditions on critical buckling load of composite laminated plate is investigated experimentally and numerically. Simply-Simply-Free-Free and Clamp-Clamp-Free-Free boundary conditions, three temperatures (40°C, 60°C and 80°C) and four aspect ratio (1, 1.3, 1.5 and 2) will consider for the experimental work. The thickness of the plate was changed by increasing the number of layer. It can be seen that when the temperature changes from 40°C to 80°C the maximum value of Pcr is about (225 N/mm) at (T = 40°C, a/b = 2 and NL = 4), the minimum value of Pcr is about (11.70 N/mm) at (T = 80°C, a/b = 1 and NL = 2). Also, it can be shown that in the case of symmetric cross ply laminate (0o/90o/0o) when the thermal load increased by about 100 % the buckling load decrease by about 50 % at aspect ratio equal to 1. Finally, It is shown that the critical buckling load increases with increasing the aspect ratio at constant temperature, number of layers and boundary conditions.