بررسی مقاومت خمشی تیرهای کامپوزیتی چند لایه از جنس شیشه - پلی استر در مقابل بارهای ضربه ای
چکیده
ضربات با سرعت پایین می توانند با ایجاد آسیب در ماده مرکب عمر آن را کاهش دهند و از این رو حایز اهمیت هستند. در این پایان نامه به بررسی مقاومت ضربه ای و استحکام خمشی پس از ضربه تیرهای مرکب چندلایه با مقطع ناودانی و از جنس شیشه پلی استر پرداخته شده است. با جستجوی معیارهای آسیب مختلف معیارهای هو، هاشین، ماکزیمم کرنش و معیار پاک به زبان فرترن برنامه نویسی و در بسته نرم افزاری آباکوس وارد شدند. شبیه سازی های ضربه و خمش پس از ضربه نشان داد که معیار ماکزیمم کرنش برای شکست الیاف و معیار هو برای شکست زمینه بهترین دقت را در پیش بینی محل و زمان رخداد آسیب و استحکام خمشی پس از ضربه دارند. در ادامه آزمایش ضربه با انرژی های مختلف با تغییر ارتفاع ضربه زن بر تیر کوتاه 25 سانتیمتری و تیر بلند 50 سانتیمتری انجام شد و بر روی هر نمونه ضربه خورده آزمایش خمش صورت گرفت. در آزمایش های ضربه نوعی شکست زمینه در محل اتصال جان تیر به بال تیر اتفاق می افتاد که ناشی از لایه لایه شدن و تمرکز کرنش در گوشه تیر بود و استحکام خمشی پس از ضربه تیر را بسیار تحت تاثیر قرار می داد و نیز سبب اختلاف زیاد بین نتایج حاصل از شبیه سازی و نتایج حاصل از آزمایش ها می شد برای رفع این مشکل این ناحیه با المان چسب مدل شد. استفاده از المان چسب برای مدل سازی این نوع آسیب روش نوینی بود که در ادبیات تحقیق بررسی نشده بود. به عنوان چند نمونه از نتایج به دست آمده در پایان نامه می توان به این موارد اشاره کرد: معیار پاک در تعیین محل شکست الیاف در کشش و فشار دقت کمی داشت. در شبیه سازی ها با ثابت نگه داشتن ارتفاع سقوط ضربه زن سه روند خطی برای تغییر استحکام خمشی و مدول خمشی پس از ضربه بر حسب انرژی ضربه برای تیر 50 سانتیمتری و روند خطی برای تغییر استحکام خمشی پس از ضربه برای تیر 25 سانتیمتری مشاهده شد. علاوه بر این با تغییر ارتفاع سقوط ضربه زن و ثابت نگه داشتن جرم ضربه زن نیز سه روند برای تغییر استحکام خمشی پسماند تیر بر حسب انرژی ضربه مشاهده شد که در ناحیه اول آسیب زمینه و در نتیجه کاهش استحکام اندک بود. در ناحیه دو استحکام خمشی به نصف مقدارآن بدون آسیب ضربه ای قبلی می رسید و در ناحیه سه روند نمودار تخت بود.