بررسی تجربی و عددی عملکرد کامپوزیت پلی اتیلن با جرم ملکولی بالا در مقابل برخورد پرتابه با سرعت بالا

نویسندگان

1 دانشیار، مرکز تحصیلات تکمیلی، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد هوافضا- سازه، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

3 دانشجو دکتری، مرکز تحصیلات تکمیلی، دانشگاه علوم وفنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

4 مربی، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم وفنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

doi
10.52547/mme.22.5.347
چکیده

الیاف پلی اتیلن با جرم ملکولی بالا از قوی­ ترین و سبک ترین الیاف موجود هستند که به طور گسترده در کاربرد‌های بالستیک با عملکرد بالا استفاده می­ شود. با وجود پیشرفت زیاد توان محاسباتی در سال­های اخیر، به دلیل پیچیدگی رفتار شکست الیاف این کامپوزیت در اثر ضربه، محاسبات دقیقی برای شناسایی آسیب این الیاف انجام نشده است. در این پژوهش با استفاده از پیشرفته‌ترین روش مدل­سازی المان محدود کامپوزیت­ها (آباکوس- صریح) برای مطالعه رفتار الیاف این کامپوزیت در اثر برخورد پرتابه با سرعت بالا استفاده شده است. برای پوسته و تقویت کننده‌ها از المان جامد و برای تعیین رفتار ماده از معیار آسیب هاشین سه بعدی استفاده شده است. به دلیل عدم وجود این معیار در نرم­افزار آباکوس و اهمیت استفاده از آن، این معیار توسط زیربرنامه وی­یومت و کدنویسی در محیط فرترن به قابلیت آباکوس اضافه شده است. نمودار‌های تغییر سرعت و وقوع و گسترش خرابی گزارش شده­اند. برای ارزیابی و اعتبارسنجی این روش، 6 نمونه پنل کامپوزیتی پلی اتیلن با جرم ملکولی بالا به ترتیب با تعداد 20 و 45 لایه ساخته شد و این پنل‌های کامپوزیتی مورد برخورد پرتابه سرعت بالا با سرعت‌های مختلف قرار گرفتند. در ادامه نتاج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی مقایسه شد که نتایج حاصل از شبیه­ سازی توافق بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان می‌دهند.