مدل دینامیکی ساختاری- مایکرومکانیکی برای پیشبینی رفتار برشی دینامیکی کامپوزیت شیشه/اپوکسی
نویسندگان
1 استاد، آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت، قطب علمی مکانیک جامدات تجربی و دینامیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت، قطب علمی مکانیک جامدات تجربی و دینامیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
doi
چکیده
بهدلیل کاربرد گسترده مواد پلیمری، لازم است مدلی ساختاری وابسته به نرخ کرنش برای پیشبینی رفتار مکانیکی وابسته به نرخ کرنش این دسته از مواد ارایه شود. در این تحقیق، ابتدا مدل ساختاری دینامیکی تعمیمیافته بر اساس نتایج آزمایشگاهی برای پلیمرهای مختلف ارایه میشود. بدین منظور نتایج آزمایشی پلیمرهای گرماسخت و گرمانرم مختلف استفاده و مدل فوق ارزیابی میشود. این مدل شامل سه بخش است، که بخش اول برای پیشبینی رفتار الاستیک پلیمرهای مختلف ارایه شده است. ضمنا، مدل در بخش دوم رفتار غیرخطی پلیمرها را با اصلاح مدل ساختاری جانسون-کوک و در بخش سوم، مدل حاضر استحکام نهایی پلیمر را پیشبینی میکند. در ادامه با ترکیب مناسب مدل ساختاری دینامیکی تعمیمیافته حاضر و مدل مایکرومکانیکی پلاستیسیته هوانگ، رفتار برشی کامپوزیت تکجهته شیشه/اپوکسی پیشبینی میشود. مدل فوق که مدل دینامیکی ساختاری-مایکرومکانیکی نامیده میشود، توانایی پیشبینی رفتار ماده در مقادیر دلخواه از کسرحجمی الیاف و نرخ کرنش را داراست و بدین ترتیب نیاز به انجام آزمایشهای مشخصهسازی را به نحو چشمگیری کاهش میدهد. در انتها نشان داده میشود که مدل ساختاری دینامیکی تعمیمیافته و مدل دینامیکی ساختاری-مایکرومکانیکی بهترتیب رفتار وابسته به نرخ کرنش پلیمرهای خالص و کامپوزیتها را بهخوبی پیشبینی میکنند.
