بررسی روشهای تخمین طول عمر مواد کامپوزیتی تحت اثر عوامل محیطی

امروزه کامپوزیت ها به عنوان مواد مهندسی مناسب برای کاربردهای مختلف شامل قطعات اتومبیل ، سازه های هوافضایی ، صنایع دریایی و نفتی طراحی و ساخته شدهاند. مزیت های برجسته این مواد از جمله سبکی ، مقاومت و استحکام نسبت به وزن بالا در مقایسه با مواد دیگر باعث توسعه کاربرد آنها شده است . از طرفی قرار گرفتن قطعات کامپوزیتی در معرض شرایط محیطی متفاوت می تواند منجر به ایجاد تغییرات دائمی در رفتار و خواص مکانیکی این مواد گردد. ازاین رو بررسی تاثیرات شرایط محیطی بر دوام و طول عمر قطعات کامپوزیتی ، به عنوان یکی از الزامات کلیدی طراحی در صنایع مختلف مطرحشده است . چنین سازه هایی باید طوری طراحی شوند که در برابر شرایط محیطی اعمال شده در طول عمر مفید سازه مقاومت کنند. به صورت کلی مدل های پیش بینی طول عمر مواد کامپوزیت تحت اثر عوامل محیطی شامل مدل های توسعه داده شده بر مبنای تئوری نرخ انرژی جنبشی ، رویکرد پدیدار شناختی ، پیرشدگی تسریع شده و روش برهم نهی می باشند. در روش های مبتنی بر تئوری نرخ انرژی جنبشی (برهم نهی زمان-دما) ، بین عمر پیش بینی شده مورد نیاز برای یک خاصیت معین و دمای آزمایش یک رابطه مرتبه اول لگاریتمی بر قرار می شود. در رویکرد پدیدارشناختی روابط جبری تخمین عمر بر مبنای شناخت تجربی پدیده ها ارائه می شود . در روش پیرشدگی تسریع شده با توجه به اینکه فرآیند طبیعی پیرشدگی کلی در بسیاری از مواد پلیمری همواره کند است و مشاهده اثرات پیرشدگی در یک مقیاس زمانی عملی بسیار دشوار می باشد. از آزمایش های تسریع شده برای تعیین طول عمر مواد استفاده می -شوند به نحوی که با تسریع فرایند پیرشدگی امکان پیش بینی رفتار بلند مدت مواد را فراهم کنند. رویکرد برهم نهی به اثرات ناشی از ترکیب عوامل محیطی (عمدتا رطوبت و دما) می پردازد. بنابراین آسیب وارد شده به مواد کامپوزیت ، به دلیل اثرات ترکیبی عوامل محیطی بر مبنای جمع آثار هر یک از این عوامل تخمین زده می شود. نظر به اهمیت این موضوع، در این مقاله ضمن بررسی انواع مختلف روشهای پیش بینی طول عمر کامپوزیت های پلیمری تحت اثر عوامل محیطی ، ویژگی ها و محدوده های کاربرد این روشها مقایسه شده است .