بررسی مواد هدفمند گرادیانی ( FGM ) تحت بارگذاری ضربه ای سرعت بالا

مواد هدفمند گرادیانی FGM دسته جدیدی از مواد هستند که خواص آنها در راستای خاصی از ماده متغیر است. به دلیل ویژگی های منحصربه فرد، این دسته از مواد در حال حاضر در بسیاری از صنایع (از قبیل صنایع هوایی و دفاعی) مورد استفاده قرارگرفته اند. از طرف دیگر، بارگذاری ضربه ای سرعت بالا بر روی مواد FGM از جمله زمینه هایی است که موردتوجه پژوهشگران واقع شده است. با بررسی پژوهش های پیشین میتوان دریافت که تمامی آن ها در حوزه بارگذاری ضربه ای بر روی مواد FGM به صورت تجربی بوده ا ند. بر این اساس در پژوهش حاضر برای نخستین بار، ضربه بالستیک بر روی ماده هدفمند فلز/ فلز (متشکل از دو آلیاژ فلزی AA۵۰۸۳-H۱۱۶ و Ti-۶Al-۴V ) به صورت عددی و با استفاده از کدنویسی Python در نرم افزار اجزای محدود Abaqus بررسی شده است.مدل پلاستیک و خرابی جانسون-کوک به همراه دو توزیع مختلف برای خواص ماده هدفمند (توزیع توانی P-FGM و توزیع سیگمویید S-FGM ) در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که فارغ از تابع در نظر گرفته شده برای توزیع خواص، درصورتی که توزیع به صورت خطی باشد ( n=۱ )، بهترین عملکرد نمونه FGM تحت ضربه بالستیک وجود دارد.علت این امر با استفاده از گرادیان ملایم تغییر خواص در توزیع خطی در مقایسه با سایر توزیع ها توجیه شده است. بعلاوه، عملکرد بالستیک نمونه FGM حتی در شرایط غیر بهینه n≠۱ ، از عملکرد نمونه های فلزی خالص بهتر بوده است. در پایان، نتایج نشان می دهد که در شرایط برابر، استفاده از توزیع سیگمویید جذب انرژی بیشتری را در مقایسه با توزیع توانی به دنبال دارد

Keywords:

مواد هدفمند گرادیانی FGM , ضربه سرعت بالا , حد بالستیک , مدل سازی اجزای محدود , توزیع توانی و سیگمویید