پاسخ ضربه عرضی سرعت پایین ورق fml با استفاده از روش مکانیک آسیب محیط پیوسته
چکیده
در این تحقیق، اثر ضربه سرعت پایین بر روی ورق fml به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار می-گیرد. شبیه¬سازی عددی با استفاده از مکانیک آسیب محیط پیوسته برای فلز و کامپوزیت انجام می¬شود. برای بررسی پیشروی آسیب در فلز آلومینیم 2024-t3 از مدل لمتق استفاده می¬گردد. پارامترهای آسیب مورد نیاز آن به روش تجربی و با استفاده از بارگذاری و باربرداری روی نمونه و عکسبرداری از آن بدست می¬آید. با استفاده از دستگاه وزنه افتان و اعمال ضربه تکراری سرعت پایین بر روی نمونه¬های آلومینیم 2024-t3، پاسخ ورق تحت ضربه¬های تکراری با انرژی ثابت تعیین می¬گردد. شبیه¬سازی ضربه تکراری سرعت پایین با نرم¬افزار آباکوس و نوشتن کد آسیب لمتق در زیر برنامه vumat انجام می¬گیرد. مقایسه نتایج شبیه¬سازی با نتایج تجربی تطابق خوب نتایج این دو روش را نشان می¬دهد. همچنین برای کامپوزیت از مدل آسیب غیر همسانگرد الاستیک و پلاستیک استفاده شده و قوانین رشد آسیب، سخت¬شوندگی آن و فرمول¬بندی آسیب غیرهمسانگرد الاستیک و پلاستیک ارائه می¬شود. ضربه¬های تکراری سرعت پایین با انرژی ضربه ثابت بر روی گلار انجام و رشد آسیب در ضربه¬های مختلف با روش مخرب و غیر مخرب از جمله c- اسکن بررسی می¬گردد. با افزایش تعداد ضربه، ناحیه آسیب دیده افزایش و ترتیب آسیب¬ها شامل پلاستیسیته، ترک ماتریس، واماندگی الیاف، تورق و سوراخ¬شدن در ضربه-های مختلف ارائه می¬شود. با انجام ضربه در دو محل بر روی ورق گلار، اثر فاصله در ضربه¬های تکراری مورد ملاحظه قرار می¬گیرد. نقش فلز آلومینیم در اثر فاصله روی آسیب مهم می¬باشد، بطوریکه قبل و پس از ایجاد ترک در آلومینیم با کاهش فاصله، سفتی ورق بترتیب افزایش و کاهش می¬یابد. پس از آن اثر کاهش انرژی ضربه در ضربه¬های تکراری مورد بررسی قرار می¬گیرد. حد آستانه انرژی به عنوان ماکزیمم انرژی ضربه در ضربات تکراری پس از ضربه اول تعریف می¬شود که سبب هیچ آسیبی در نمونه نمی¬گردد. برای ضربات پیرو با انرژی بیش از حد آستانه، اثر ضربات تکراری مهم می¬باشد. در ضربه¬هایی با انرژی کمتر از حد آستانه، ضربات تکراری نقش بارزی در ایجاد آسیب ندارند. در شبیه¬سازی ضربه بر روی گلار با استفاده از مکانیک آسیب محیط پیوسته و کدنویسی آسیب در زیربرنامه vumat، در نظر گرفتن اثر پلاستیسیته و آسیب برای فلز آلومینیم، و آسیب غیرهمسانگرد الاستیک و پلاستیک برای کامپوزیت، تطابق خوبی بین نتایج تجربی و عددی را ارائه می¬دهد. شبیه¬سازی ضربه بر روی گلار برای محل¬های مختلف ضربه و ابعاد متفاوت بررسی می¬گردد. نزدیکی محل ضربه به تکیه¬گاه منجر به مقاومت ضربه بالاتری می¬شود. همچنین نقش تکیه¬گاه در ضربه تابع دور و نزدیک بودن محل ضربه به تکیه¬گاه می¬باشد. با اعمال ضربه در محل¬های مختلف و ابعاد متفاوت ورق گلار، تغییر ابعاد ورق سبب تغییر روند پاسخ ضربه نمی¬شود. در همه ابعاد نیروی تماس در محل نزدیک به دو تکیه¬گاه طولی و عرضی بیشترین و در مرکز ورق کمترین است.