توسعه مدل غيرخطي براي پيش بيني رفتار مكانيكي كامپوزيت هاي پليمري تقويت شده با الياف

كارشناسي ارشد

رفتار مادي غيرخطي كامپوزيتهاي پليمري به صورت گسترده مشاهده و بررسي شده است. با توجه به اينكه اين مواد شامل حداقل دو جز با رفتارهاي مكانيكي و حرارتي بسيار متفاوت ميباشند، مطالعه رفتار مكانيكي آنها پيچيدگيهايي را ايجاد ميكند. رفتاري كه اين مواد نشان ميدهند شامل ايجاد و رشد اشكال مختلفي از آسيبها در ساختار ميكروسكوپي ماده ميباشد. اين آسيبها همراه با تغييرشكلهاي غيرقابل بازگشت بوده و همچنين موجب كاهش پيوستگي بين اجزاي سازنده ميشود. كامپوزيتهاي پليمري برخلاف گذشته كه عموماً در صنايع هوايي كاربرد داشتند، امروزه در اكثر صنايع ورود كردهاند. براي انجام طراحيهاي مطمئن و استفاده از ظرفيت حداكثري اين مواد، مواجهه با پيچيدگيهاي رفتاري اين مواد ضروري به نظر ميرسد. استفاده از شبيهسازيهاي كلاسيك با فرض رفتار الاستيك و خطي تا شكست، ميتواند مشكلات جدي را ايجاد كند. در اين پاياننامه ابتدا رفتار غيرخطي كامپوزيتهاي تكجهته كربن/اپوكسي به صورت تجربي مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از اين مطالعه تجربي، بدست آوردن پارامترهاي اساسي دخيل در رفتار و ثبت كردن مقدار تغييرشكلهاي پلاستيك و الاستيك-پلاستيك ميباشد. براي اين منظور، تستهايي كه شامل بارگذاري و باربرداريهاي پياپي هستند، بر روي نمونههاي تكجهته با زواياي الياف مختلف انجام ميشود. بر اساس يافتههاي تجربي، يك مدل مادي براي پيشبيني رفتار غيرخطي كامپوزيتهاي تكجهته در كشش و فشار پيشنهاد ميشود. در اين مدل فرض مي شود رفتار پلاستيك مشاهده شده ناشي از تغييرشكلهاي برشي بر روي صفحاتي است كه اثر تنشهاي برشي و نرمال در آن ها به مقدار حداكثر ميرسند. پديدههاي مربوط به تغييرشكل و شكست كه براي نمونههاي تكجهته رخ ميدهد، در قالب دو مكانيزم مدلسازي ميشود. مقايسه نتايج تجربي و نتايج مدل، عملكرد قابل قبول مدل در پيشبيني پاسخ مكانيكي نمونههاي تكجهته در كشش و فشار را نشان ميدهد.

194442

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

دكتر فتح اله طاهري بهروز