تحلیل چندمقیاسی آسیب پیش‌رونده در کامپوزیت‌های پایه پلیمری
کد مقاله : 1361-IRANCOMP-FULL
نویسندگان:
احسان نعمان *، مسعود طهانی
دپارتمان مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده مقاله:
فراگیری کامپوزیت‌ها در صنایع و کاربردهای گوناگون و به تبع آن ضرورت کاهش هزینه‌های طراحی محصول و همچنین افزایش توان محاسباتی کامپیوترها در دو دهه اخیر منجر به شکل‌گیری روش‌های تحلیل چندمقیاسی با به کارگیری تئوری‌های میکرومکانیک و بررسی ریزساختار گردید. در این مقاله با استفاده از منحنی‌های تنش-کرنش تک‌لایه کامپوزیت در جهات اصلی، بارگذاری چندلایه‌های کامپوزیتی سالم و سوراخ‌دار مدلسازی شده و منحنی‌های تنش-کرنش آن‌ها پیش‌بینی شده‌اند. برای این کار روشی چندمقیاسی در زیرروال یومت نرم‌افزار آباکوس کدنویسی شده و از تئوری میکرومکانیک روش سلولی در آن استفاده گردیده است. منحنی‌های تنش-کرنش تک‌لایه دو ماده کامپوزیتی کربن/اپوکسی با نام‌های IM7/977-3 و HTA/6376 از مقالات استخراج شده و خواص الاستیک الیاف و ماتریس طی فرآیند محلی‌سازی، با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک در محیط جعبه‌ابزار بهینه‌سازی نرم‌افزار متلب از آنها استخراج گردید. همچنین روند رشد آسیب و استحکام شکست نهایی اجزا نیز از این منحنی‌ها بدست آمدند. سپس بارگذاری کششی و فشاری تعدادی نمونه چندلایه مدلسازی شد و نتایج آن با نتایج تجربی مقایسه گردید. در این مرحله استحکام نمونه‌ها مطابقت نسبتا خوب و مدول الاستیک آن‌ها تحت بارگذاری کششی مطابقت خیلی خوبی با نتایج آزمایشات داشت اما مدول فشاری بیشتر از مقدار واقعی پیش‌بینی شد. منشا این عدم تطابق در نظر نگرفتن وقوع ریزکمانش در لایه‌چینی‌های چندجهته می‌باشد. پس از اصلاح، شبیه‌سازی با نمونه‌های قبلی و نمونه‌های جدید سوراخ‌دار تکرار گردید. نتایج به دست آمده از تکرار شبیه‌سازی مطلوب ارزیابی شد و مدول‌های الاستیک و استحکام نمونه‌ها مطابقت نسبتا خوبی با نتایج تجربی داشتند.
کلیدواژه ها:
آسیب پیش‌رونده – چندمقیاسی – میکرومکانیک – روش سلولی - کامپوزیت
وضعیت : مقاله برای ارائه به صورت پوستر پذیرفته شده است