جدول ‏43- ضرائب یک لایه تک جهته
3/0
3/0
3/0
9/3
2/5
2/5
10
10
140
تحلیل مسئله به صورت سه‌بعدی
از آ نجایی که در کارهای پیشین نشان داده شده است آنالیز این مسائل به صورت دو بعدی دقیق نیست و دارای خطاست در ضمن یکی از عوامل بسیار مهم در مواد مرکب ایجاد تنش در راستای ضخامت می‌باشد که سبب جدایش میان لایه‌ها می‌شود. لذا در این مقاله از بررسی مسئله به صورت دو بعدی صرفنظر می‌شود و مسئله را به صورت سه‌بعدی بررسی می‌کنیم. در فصل گذشته صحت بررسی المان محدود سه بعدی توسط نرم‌افزار مورد استفاده تایید گردید. در ضمن در مورد لایه‌چینی‌های مختلف که از عوامل بسیار مهم در بحث مواد مرکب می‌باشد در بخش‌های آینده به تفصیل بحث می‌شود.
مدل المان محدود سه بعدی
تاکنون تعداد بسیاری از محققین به بررسی میدان تنش در اطراف سوراخ‌ها در اتصالات مکانیکی به کمک روش‌های تحلیلی پرداخته‌اند که نتایج خوبی نیز به دست‌آوردهاند اما در این روش‌ها امکان در نظر گرفتن تمام شرایط مختلف حاکم بر مسئله نیست و در این رابطه محدودیت‌هایی وجود دارد.این محدودیت‌ها شامل غیر خطی بودن تماس,در نظر گرقتن اصطکاک و برخی از شرایط‌های مرزی می‌باشد. بنابراین امروزه با توجه به قابلیت بالای روش‌های عددی به خصوص المان محدود در اکثر مقالات از این روش استفاده می‌شود
پس از تعیین جامد برای مدلسازی صفحه و پیچ ,خواص هریک از قسمت‌ها را مطابق جدول‌های4-1 ,4-2 و4-3 به آنها اختصاص می‌دهیم. همانطور که گفته شد میان پیچ و ورق تماس در نظر گرفته می‌شود چون تحلیل میدان تنش در اطراف سوراخ بسیار مهم است و دقت بالاتری را نیاز دارد لذا در اطراف سوراخ مش‌های ریزتری می‌زنیم و برای آنکه حجم و زمان محاسبات کاهش یابد,از مش‌های بزرگ‌تری در نواحی دور از سوراخ استفاده می‌شود. با توجه به مقدار نیروی اعمالی تحلیل مسئله به صورت خطی انجام می‌پذیرد زیرا جابجایی‌ها بسیار کم می‌باشند. در ضمن از میان انواع المان‌های جامد بنابر توضیحات داده شده از المان جامد(C3D8) استفاده می‌شود که یک المان خطی سه‌بعدی جامد می‌باشد. در شکل زیر نحوه مش‌زدن صفحه را مشاهده می‌کنیم:
ورق مورد بررسی در راستای محور x تحت بارگذاری قرار می‌گیرد و دو طرف پیچ ثابت می‌باشند. در اثر اعمال نیرو گسترده ووجود تماس بین پیچ و ورق, سوراخ دچار تغییر فرم می‌شود. نحوه تغییر فرم اطراف سوراخ با بزرگ‌نمایی در شکل ‏42 نشان داده شده است. در نمودارهایی که در قسمت‌های بعدی نشان داده خواهد شد از مختصات مشخص شده در شکل 4-3 استفاده می‌شود.
شکل ‏42- مدل المان محدود
شکل ‏43-تغییر فرم ورق و مختصات در نظر گرقته شده اطراف سوراخ
a )قبل از اعمال نیرو b)بعد از اعمال نیرو