بررسی تجربی و عددی مقاومت به ضربه پوسته استوانه ای کامپوزیتی ساده تحت برخورد بالستیک

در این مقاله رفتار بالستیک پوسته های کامپوزیتی استوانه ای به روش تجرب و عددی مورد بررسی قرار می گیرد. در بخش تجربی این تحقیق سازه به شیوه پیچش الیاف به روش جایگذاری دستی ساخته شده است. به منظور تست ضربه ای سازه از تفنگ گازی بهره گرفته شد و در هر تست سرعت های ورودی و خروجی پرتابه ثبت شده است. در بخش عددی نیز از پیشرفته ترین روش مدلسازی المان محدود کامپوزیت ها (Abaqus/Explicit) جهت تعیین رفتار سازه های مشبک استوانه ای کامپوزیتی هنگامی که تحت برخورد قرار می گیرند استفاده شد. بدین منظور برای مدلسازی پوسته و تقویت کننده ها از المان های جامد سه بعدی و جهت تعیین رفتار ماده از مدل مادی Vumat بر مبنای معیارهای آسیب Puck و Hashin (3D) استفاده شده است. به دلیل عدم وجود معیارهای ذکر شده در نسخه های تجاری نرم افزار و اهمیت در نظر گرفتن چنین آسیب هایی در مدلسازی عددی، معیارهای مذکور با استفاده از نرم افزار فرترن نوشته شد و بدین شکل تحلیل پدیده نفوذ در سازه های کامپوزیتی که با المان های جامد سه بعدی مدل شده اند به قابلیت نرم افزار اضافه گردید. با توجه به نتایج تجربی به دلیل نازکی پوسته جدایش در مورد پوسته خارجی اتفاق نمی افتد لذا در مدلسازی عددی استفاده از المان های cohesive نیاز نمی باشد. نتایج عددی توافق بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان می دهند.

Keywords:

ضربه بالستیک , کامپوزیت , مدل سازی عددی , معیار شکست