اثرات فاز میانی بر خواص مکانیکی مواد مرکب با توزیع اتفاقی الیاف تحت بارگذاری خارج از محور
نویسندگان
1 دانشگاه شهید بهشتی، پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی
2 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت
3 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت
doi
چکیده
بنیان روابط خواص-ساختاری مناسب برای مواد مرکب سه فازی اصل مهمی برای چنین موادی جهت طراحیهای مطمئن میباشد. در این مطالعه، یک مدل تحلیلی پایه میکرومکانیکی سه بعدی جهت ارزیابی اثرات فاز میانی بر خواص مکانیکی مواد مرکب الیافی سه فازی تحت بارگذاری خارج از محور ارائه میشود. المان حجمی نمایندهی ماده مرکب شامل سه فاز تقویت (الیاف بلند)، زمینه و ناحیه فاز میانی میباشد که رفتار هر سه فاز بصورت ایزوتروپ و الاستیک خطی فرض میشوند. آرایش الیاف در زمینه بصورت اتفاقی با توزیع یکنواخت، فرض شده و الیاف توسط فاز میانی احاطه میشوند. اثرات فاز میانی مانند ضخامت و مدول یانگ آن بر خواص مکانیکی ماده مرکب الیافی در بارگذاری خارج از محوری مورد بررسی قرار میگیرد. همچنین اثرات درصد حجمی الیاف با در نظر گرفتن فاز میانی و بدون آن بر پاسخ ماده مرکب مورد مطالعه قرار میگیرد. با تعریف پارامتری تحت عنوان نسبت تقویت فاز میانی، نتایج نشان میدهد که شدت اثر فاز میانی بر مدول یانگ ماده مرکب از 0 درجه (بارگذاری طولی) تا 90 درجه (بارگذاری عرضی) افزایش مییابد. نتایج بدست آمده با مدل میکرومکانیکی حاضر میتواند جهت طراحی بهینه مواد مرکب با بالاترین خواص مکانیکی مفید باشد.
