شبیه سازی عددی پارچه پلی پروپیلن آغشته به سیال ضخیم شونده برشی و مقایسه با نتایج تجربی

اخیرا، استفاده از سیال ضخیم شونده برشی جهت بهبود مقاومت به نفوذ پارچه ها در حال افزایش می باشد. در این پژوهش، ابتدا به بررسی های آزمایشگاهی روی عملکرد پارچه پلی پروپیلن خشک و آغشته به سیال ضخیم شونده تحت ضربه پرتابه کروی فولادی با قطر ۸.۷ میلی متر پرداخته می شود. سپس، عوامل موثر بر عملکرد پارچه ، مانند چگالی، ضرایب اصطکاک ایستایی و دینامیکی بین نخ ها و همچنین بین پرتابه و پارچه، شرایط مرزی و تعداد لایه های پارچه به کمک شبیه سازی در نرم افزار ال-اس-داینا بصورت عددی مطالعه می شود. در پژوهش های قبلی، بهبود عملکرد پارچه با افزایش سیال ضخیم شونده برشی، به افزایش اصطکاک بین نخ های پارچه نسبت داده شده است، با این وجود، بررسی انجام شده نشان می دهد، جرم سیال ضخیم شونده نیز در نتایج موثر است. جرم سیال ضخیم شونده متناسب با درصد جرمی اعمال شده، به صورت افزایش چگالی پارچه درنظر گرفته شده است. در بررسی آزمایشگاهی، مشاهده شد که با آغشتن ۴۴ درصد جرمی سیال ضخیم شونده برشی به پارچه، استحکام و مقاومت به نفوذ در پارچه افزایش و تغییر شکل پارچه کمتر شده که نسبت به حالت پارچه خشک، نفوذ پرتابه به پارچه تا ۶۳ درصد کاهش می یابد. نتایج شبیه سازی ها نشان داد که اگر اثر سیال ضخیم شونده برشی فقط به افزایش اصطکاک نسبت داده شود، اختلاف نفوذ پرتابه در پارچه در دو حالت خشک و آغشته به سیال ضخیم شونده برشی به ۴۳ درصد می رسد. اما با درنظر گرفتن اثر جرم سیال ضخیم شونده برشی علاوه بر اصطکاک، این مقدار به ۵۸ درصد می رسد که با مقدار آزمایشگاهی ۶۳ درصد همخوانی خوبی داvد.

شبیه سازی عددی پارچه پلی پروپیلن آغشته به سیال ضخیم شونده برشی و مقایسه با نتایج تجربی Keywords:

Woven fabric , Ballistic resistance , Shear Thickening Fluids , numerical study , Fabric density , پارچه بافته شده , مقاومت بالستیکی , سیال غلیظ شونده برشی , تحلیل عددی , چگالی پارچه