تحلیل عددی عملکرد بالستیکی الیاف بافته شده چند لایه با استحکام بالا و بررسی تاثیر اصطکاک بین الیاف تحت بار ضربه ای سرعت بالا

اصطکاک تاثیر چشمگیری در عملکرد بالستیک الیاف بافته شده دارد. در این مقاله به بررسی رفتار بالستیکی پارچه­های بافته شده از جنس تارون در برابر ضربه سرعت بالای پرتابه استوانه­ای پرداخته می­شود. از روش عددی با استفاده از دینامیک صریح نرم­افزار ABAQUS در تحلیل برخورد سرعت بالا استفاده شده است. بدین منظور برای مدل­سازی الیاف آرامید از المان­های جامد سه بعدی و جهت تعیین رفتار ماده، از مدل ماده VUMAT بر مبنای معیار آسیب تنش حداکثر با استفاده از کدنویسی در به زبانFortran استفاده شد. سپس با استفاده از این مدل تاثیر اصطکاک بین تار و پود بر جذب انرژی پرتابه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می­دهد مقدار تنش­ها در الیاف آرامید به ضریب اصطکاک بین تار و پود بسیار حساس است. افزایش اصطکاک بین الیاف آرامید، سبب توزیع انرژی پرتابه بین تعداد بیشتری از نخ­ها می­گردد و این پخش انرژی باعث افزایش زمان نفوذ پرتابه در این الیاف می­شود. الیاف آرامید بجز در مدل تک لایه با ضریب اصطکاک بالاتر انرژی بیشتری به نسبت الیاف با ضریب اصطکاک پایین­تر جذب می­کنند. در این تحقیق به منظور اعتبار­سنجی مدل از آزمون­های تجربی استفاده شد. ضریب همبستگی بین سرعت باقی­مانده شبیه­سازی المان محدود و آزمایش تجربی 94/0 می­ باشد که نشان­دهنده ارتباط بسیار نزدیک نتایج تجربی و عددی حاضر است.

Keywords:

ضربه بالستیک , الیاف آرامید , تارون , شکست , سرعت بالا , تحلیل المان محدود , اصطکاک