مدل سازی عددی رفتار خمشی کامپوزیت های هیبرید درون لایه ای با استفاده از روش المان محدود

در این پژوهش، رفتار خمشی کامپوزیت های خالص و هیبرید درون لایه ای تقویت شده با الیاف ترد و انعطاف پذیر بر مبنای روش المان محدود مدل سازی شده است. بدین منظور با استفاده از خواص ابعادی، فیزیکی و مکانیکی، کامپوزیت هایی به صورت چهار لایه با آرایش تک جهته در نرم افزار آباکوس مدل سازی و سپس آزمایش خمش سه نقطه ای روی آن ها شبیه سازی شد. در شبیه سازی های انجام شده، خواص مکانیکی لایه های کامپوزیت به صورت رفتار غیر خطی (الاستیک-پلاستیک) تعریف شد. برای ارزیابی شبیه سازی های انجام شده، نتایج حاصل از تحلیل نرم افزار با نتایج آزمایش خمش در حالت تجربی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند شبیه سازی انجام شده با دقت بالایی قادر به تعیین نیروی خمشی در خیزهای مختلف هستند. به گونه ای که حداکثر درصد اختلاف بین نتایج عددی و تجربی در بیشینه نیروی خمش، 7/9 درصد بوده است. همچنین نتایج تحلیل نحوه توزیع تنش در هر لایه از کامپوزیت نشان می دهند زمانی که نمونه هیبرید در برابر فرآیند خمش به نقطه تسلیم می رسد لایه های بیرونی از مقدار بیشینه تنش طولی خود برای مقاومت در برابر خمش استفاده می کنند اما در همین زمان لایه های میانی حداکثر از 30 درصد ظرفیت خود استفاده می نمایند.

Keywords:

مدل سازی , کامپوزیت , هیبرید درون لایه ای , رفتار خمشی