تحلیل آماری میکرومکانیکی اثرات توزیع اتفاقی الیاف بر خواص مکانیکی مواد مرکب الیافی
چکیده
در این مقاله، یک مدل میکرومکانیکی سه بعدی برای مطالعه اثر آرایش اتفاقی الیاف در زمینه بر مشخصههای مکانیکی مواد مرکب الیافی تکجهته ارائه میشود. المان حجمی نماینده مورد استفاده در مدل از r×c سلول تشکیل شده است که سلولهای الیاف به گونه اتفاقی در سلولهای زمینه توزیع شدهاند. این تحلیل عمومی بوده و میتواند جهت استخراج خواص انعطافپذیری تحت بارگذاری مکانیکی عمودی و برشی و بارگذاری حرارتی و همچنین بررسی شروع خرابی پلاستیک شدن زمینه انجام شود. جهت بررسی چگونگی آرایش الیاف، مدلهای گوناگون آماری توزیع، شامل توزیع نرمال، یکنواخت و بتا مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از مدل برای خواص الاستیک که الیاف به گونه اتفاقی توزیع شده است، تطابق خوبی با دادههای تجربی و مدلهای موجود در دسترس نشان میدهد. با اعمال آزمون فرض و براساس قضیه حد مرکزی، تحلیل آماری وابستگی خواص انعطافپذیری و استحکامی به آرایش الیاف در زمینه در هر یک از توزیعهای نرمال، یکنواخت و بتا انجام گرفته و در هر مورد با توجه به نتایج عددی بدست آمده، تفسیر لازم انجام شده است. نتایج عددی اعمال آزمون فرض نشان داده است که خواص انعطافپذیری ماده مرکب چندان تحت تأثیر آرایش الیاف نیست. این در حالی است که خواص استحکامی ماده مرکب بسیار تحت تأثیر آرایش الیاف درون زمینه است.
نویسندگان و وابستگی سازمانی
- محمدجواد محمودی — دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
- محمدکاظم حسن زاده اقدم — استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی تهران.