بررسی و تحلیل عددی تاثیر تغییر پارامترهای فیزیکی بر رفتار لوله های کامپوزیتی شیشه/اپوکسی تحت بارگذاری دینامیکی محوری

کامپوزیت ها از جمله مواد پیشرفته هستند که در طول کارکرد، ممکن است تحت بارهای ضربه ای قرار گیرند. این بارها میتوانند آسیب های ساختاری جدی را به قطعه کامپوزیتی وارد کنند که باعث کاهش استحکام باقیمانده این قطعات شود. در این پژوهش، پارامترهای موثری نظیر قطر داخلی،زاویه انتها و تعداد لایه ها بر رفتار لوله های کامپوزیتی تک جداره ساخته شده از الیاف شیشه و رزین اپوکسی، تحت بارگذاری ضربهای و آسیب های ناشی از این بارگذاری، به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار الاس-داینا مورد مطالعه قرار گرفته اند. برای این منظور، لوله های کامپوزیتی با استفاده از المان 3D Solid 164 و مدل ماده CODAM مدل سازی شده و تحت بارگذاری ضربه ای سرعت پایین محوری قرار داده شدند. به منظور صحت سنجی داده های حاصل از مدلسازی عددی، نتایج عددی تاثیر برخی از پارامترها با نتایج تجربی مقایسه گردید. برای ساخت نمونه تجربی از رزین اپوکسی، سختکننده اف 205 و الیاف شیشه با چگالی سطحی 400 gr/m2 استفاده گردید. بررسی نتایج نشان داد که نتایج عددی توافق خوبی با نتایج تجربی دارند. بررسی نتایج تحلیل عددی نیز نشان داد که با افزایش قطر داخلی، شیب نمودار نیرو- جابجایی، تغییر محسوسی نمیکند. به عبارت دیگر با افزایش قطر داخلی نمونه ها، استحکام نمونه افزایش و علاوه بر آن مقاومت نمونه در برابر ضربه نیز افزایش پیدا میکند. همچنین با افزایش تعداد لایه ها در ساختار نمونه کامپوزیتی، سطح نیروی متوسط نمودار نیرو-جابه جایی بالاتر میرود که نشاندهنده افزایش مقاومت نمونه، در برابر بار ضربه ای وارد شده است.

Keywords:

لوله های کامپوزیتی , شیشه/اپوکسی , بارگذاری دینامیکی , نرم افزا الاس-داینا , آسیب ساختاری , نیروی متوسط