استفاده از مدل سازي چندمقياسه جهت پيش بيني اثر پهناي دسته الياف بر خواص الاستيك لوله هاي كامپوزيتي

كارشناسي ارشد

ميكرومكانيك يك تكنيك تحليل مواد كامپوزيتي و يا ناهمگن مي¬باشد كه تمركز روي اجزاي سازنده¬ سازه موردنظر دارد. در اين پژوهش با اعمال شرايط مرزي متناوب بر يك المان حجمي نماينده¬ي ناهمسانگرد و ناهمگن سه‌بعدي، خواص مكانيكي و گرمايي آن توسط تئوري همگن¬سازي تقريبي و با بهره¬گيري از انرژي كرنشي به دست آورده شد. جهت استفاده از تئوري همگن¬سازي و اعمال شرايط مرزي متناوب از رابط كاربري اسكريپتي آباكوس به زبان برنامه‌نويسي پايتون استفاده شده است. نتايج حاصل از اين پژوهش با نتايج حاصل از شرايط مرزي همگن كه سبب تخمين بيشتر خواص مكانيكي مؤثر مي¬شود، مقايسه گرديد. در كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري، الياف رفتاري خطي و ترد دارند درحالي‌كه رزين رفتاري غيرخطي از خود نشان مي¬دهد. به همين دليل با كمك زيرروال تعريف¬شده توسط كاربر به زبان فرترن (USDFLD)، تأثير رفتار غيرخطي رزين بر روي خواص مكانيكي برشي ماده¬ي كامپوزيتي در كسر حجمي الياف متفاوت مورد توجه قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان مي¬دهند كه در كسر حجمي الياف كم به دليل غالب¬ بودن رزين، رفتار غيرخطي برشي بيشتري در چندلايه¬هاي تك¬جهته كامپوزيتي ديده مي¬شود. در همين راستا منحني تنش-كرنش برشي غيرخطي براي كامپوزيت¬هاي تك¬جهته به دست آمده است. در فرايند ساخت لوله¬هاي كامپوزيتي رشته پيچ شده، دسته¬هاي الياف¬ در مسير رفت و برگشت بر روي‌هم قرار مي¬گيرند و اين نواحي تقاطع دسته¬هاي الياف¬ به دليل حركت موجي شكلشان محل¬هاي تمركز تنش محسوب مي¬شوند. به همين منظور يك RUC به صورت سه‌بعدي با لايه¬چيني براي بررسي تأثير پهناي دسته الياف بر روي خواص مكانيكي و گرمايي لوله¬هاي كامپوزيتي مدل شده است. در روند اين پژوهش سه مدل تئوري ورق¬هاي كلاسيك، مدل موزاييك و تموج الياف استفاده و باهم مقايسه گرديد. RUC مدل شده، تحت شرايط مرزي متناوب قرار دارد و از روش تئوري همگن¬سازي تقريبي رفتار مكانيكي و گرمايي آن مورد توجه قرار مي¬گيرد. نتايج نشان مي¬دهند كه تئوري ورق¬هاي كلاسيك و مدل موزاييك سبب تخمين بدتر خواص مكانيكي و گرمايي سازه مي¬شوند و حساسيت زيادي به طرح¬هاي مختلف پيچش ندارند. در حالي كه مدل تموج الياف سبب تغيير 8/3 تا 6/13 درصدي خواص مكانيكي و گرمايي شده است. واژه‌هاي كليدي: شرايط مرزي متناوب، تئوري همگن¬سازي تقريبي، المان حجمي نماينده سه‌بعدي، خواص مكانيكي و گرمايي، اسكريپت¬نويسي پايتون، زيرروال USDFLD، مدل موزاييك، مدل تموج الياف

192563

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر فتح اله طاهري بهروز