مدلسازي و تعيين خواص مكانيكي وابسته به نرخ كرنش كامپوزيتهاي اليافي زمينه پليمري

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق، يك مدل مايكرومكانيكي وابسته به نرخ كرنش براي پيش¬بيني رفتار مكانيكي كامپوزيت¬هاي زمينه پليمري ارائه شده است. ابتدا براي پيش¬بيني رفتار ديناميكي پليمر خالص تحت بارگذاري¬هاي مختلف، با تركيب مدل اصلاح‌شده جانسون-كوك در كشش خالص و برش خالص، يك رابطه جامع جهت پيش¬بيني رفتار اين مواد در بارگذاري¬هاي چندمحوره ارائه شده است. سپس با پياده¬سازي اين مدل از طريق سابروتين-نويسي در فضاي نرم¬افزار آباكوس، رفتار مكانيكي وابسته به نرخ كرنش پليمر خالص تحت بارگذاري¬هاي چندمحوره شبيه¬سازي شده است. جهت اعتبارسنجي نتايج شبيه¬سازي، نمونه¬هاي پليمري سوراخ¬دار تهيه شده و تحت نرخ¬هاي بارگذاري مختلف كششي قرار گرفته است. مقايسه نتايج حاصل از داده¬هاي آزمايشگاهي با شبيه¬سازي در نواحي اطراف سوراخ، نشان مي¬دهد اين مدل از دقت مطلوبي جهت پيش¬بيني رفتار وابسته به نرخ كرنش پليمر خالص در محدوده ميدان تنش و كرنش چند¬محوره برخوردار است. با تركيب مدل ديناميكي ساختاري تعميم¬يافته با مدل مايكرومكانيكي پلاستيسته هوانگ، رفتار مكانيكي وابسته به نرخ كرنش كامپوزيت اليافي تك¬جهته تحت بارگذاري¬هاي كشش طولي، كشش عرضي و برش درون صفحه¬اي پيش¬بيني شده است. در انتها با تركيب مدل مايكرومكانيكي وابسته به نرخ كرنش براي كامپوزيت اليافي تك¬جهته با مدل آسيب پيش¬رونده ديناميكي در كامپوزيت¬هاي اليافي چندلايه، يك مدل ديناميكي ساختاري-مايكرومكانيكي جهت پيش¬بيني رفتار مكانيكي وابسته به نرخ كرنش كامپوزيت زمينه پليمري چندلايه ارائه شده است. مقايسه نتايج اين مدل با نتايج آزمايشگاهي موجود نشان مي¬دهد كه اين مدل از دقت مطلوبي جهت پيش¬بيني رفتار الاستيك، پلاستيك و استحكام كامپوزيت¬هاي زمينه پليمري چندلايه تحت بارگذاري¬هاي استاتيكي، شبه¬استاتيكي و ديناميكي برخوردار است. همچنين مدل مايكرومكانيكي ارائه-شده قادر به تشخيص مودهاي مختلف تخريب حين بارگذاري¬هاي استاتيكي و ديناميكي مي¬باشد. واژه¬هاي كليدي: مدل مايكرومكانيكي، نرخ كرنش، كامپوزيت اليافي، مدل ديناميكي ساختاري تعميم‌يافته

191686

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر محمود مهرداد شكريه