بررسي عددي و تحليلي صفحات كامپيوتزيتي تحت بارگذاري ضربه اي سرعت متوسط با پرتابه هاي متفاوت

دانشگاه ولي عصر(عج) رفسنجان

كارشناسي ارشد

مواد مركب موادي با استحكام و سختي بالا و چگالي كم هستند كه با اين ويژگي¬ها جايگزين موادي مانند فولاد و آلومينيوم در صنعت شده-اند. اما اين مواد به آسيب ايجاد شده در اثر ضربه حساسند. ضربه¬هاي با سرعت كم و متوسط آسيب داخلي در سازه ايجاد مي¬كنند كه با رشد اين آسيب در بارگذاري¬هاي بعدي استحكام سازه به طور ناگهاني كاهش مي¬يابد و از آنجايي كه آسيب ايجاد شده در اثر ضربه سرعت پايين و متوسط در هدف قابل مشاهده نمي¬باشد بنابر اين بايد قبل از به كار بردن اين مواد، تحليل پاسخ اين قطعات ساخته شده با اين مواد تحت ضربه با سرعت پايين و متوسط پيش¬بيني شود. در پژوهش حاضر اثر شكل پرتابه بر روي پاسخ صفحات كامپوزيتي ارتوتروپيك به روش عددي و تحليلي براي دو حالت بدون آسيب(لايه لايه¬شدگي) و با آسيب(لايه لايه-شدگي) مورد بررسي قرار گرفته است. در روش تحليلي از مدل جرم و فنر استفاده شده است. مدل جرم و فنر براي پرتابه¬هاي تخت و مخروطي در اين پژوهش ارائه شده است. در روش عددي برخورد انواع پرتابه ها به ورق با استفاده از بسته اجزا محدود Ansys/Ls Dyna شبيه سازي شده است. اين نوع برخورد به وسيله برخورد سنگريزه¬هاي كف باند با بدنه سازه هواپيماها در حين بلند شدن از باند و يا برخورد ذرات تگرگ يا اشياء كوچك ديگر به سازه¬هاي صنعتي بوجود خواهد آمد. كامپوزيت مورد استفاده از جنس كربن/اپوكسي، ابعاد 102x152 ميلي¬متر است كه اندازه رايج نمونه¬هاي تست برخورد است و ضخامت صفحه در اندازه¬هاي 2، 3، 4، 5، 6 ميلي¬متر بررسي شده است. جرم ضربه¬زننده 3 گرم و سرعت برخورد براي هر ضخامت ورق متفاوت مي¬باشد. براي بررسي اثر شكل پرتابه چهار نوع ضربه¬زننده كروي، مخروطي، تخت (استوانه¬اي)، تخت (مكعب) مدلسازي شده است. زمان برخورد، بيشينه و تاريخچه جابه جاييمركز ورق و نيروي تماس براي چهار ضربه¬زننده مختلف بدست آمده و با يكديگر مقايسه شده¬اند. جهت اعتبارسنجي، نتايج بدست آمده از روش عددي و تحليلي براي ضربه¬زننده كروي با نتايج بدست آمده در يك مرجع معتبر و همچنين نتايج عددي و تحليلي بدست آمده در اين پژوهش با يكديگر مقايسه شده است و نتايج داراي تطابق و همگرايي نسبتا خوبي هستند. طبق نتايج بدست آمده در همه پرتابه ها بيشينه جابه جايي در مركز ورق در هنگامي كه لايه لايه شدگياتفاق مي¬افتد بيشتر از زماني ست كه آسيبي رخ نمي¬دهد اما هنگامي كه لايه لايه شدگيرخ مي¬دهد در نمودار تاريخچه نيروي تماس يك افت ناگهاني اتفاق مي¬افتد. همچنين طبق نتايج بدست آمده بيشينه جابه جاييدر مركز ورق براي هر دوحالت با و بدون لايه لايه شدگي براي پرتابه تخت در مقايسه با ديگر پرتابه هاكمتر خواهد بود و بلعكس بيشينه نيروي تماس براي هر دو حالت با و بدون لايه لايه شدگيبيشتر خواهد بود

51557

دانشگاه وليعصر رفسنجان

مهندسي مكانيك

بهراد حقيقي -سجاد صيفوري