شبیه سازی اثر تغییر جهت الیاف فایبرگلاس بر خواص مکانیکی پره‌های توربین بادی کامپوزیتی با زمینه اپوکسی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم پزشکی تهران

2

doi
https://doi.org/10.71905/jnmm.2025.1224328
چکیده

مقدمه : در سال‌های اخیر مطالعات بر روی کامپوزیت‌ها به شدت افزایش پیدا کرده و به دلیل توسعه بیشترکامپوزیت‌های پایه‌پلیمری نسبت به کامپوزیت‌های پایه‌فلزی و سرامیکی اکثر مطالعات انجام شده بر روی این نوع از کامپوزیت‌ها انجام شده است. کامپوزیت پایه پلیمری به دلیل خواص فوق‌العاده استفاده بسیار گسترده‌ای درانواع صنایع دارد. یکی از موارد استفاده کامپوزیت پایه پلیمری در صنایع ساخت توربین بادی بوده که پره‌های توربین بادی و حتی در برخی موارد پایه و بدنه توربین هم از کامپوزیت پایه پلیمری ساخته شده‌اند، با توجه به این نکته که شبیه‌سازی و تحلیل توربین بادی کامپوزیتی به دلیل هندسه پیچیده و خاص می‌تواند مشکل و پرهزینه باشد. روش : در این پژوهش به بررسی تاثیر تغییر زاویه الیاف شیشه‌ی ورق دولایه کامپوزیتی با زمینه پلیمری (اپوکسی) پرداخته شد و خواص مکانیکی این کامپوزیت اعم از مدول یانگ (استحکام کششی) در دو راستای طول و عرض ورق و ضریب تمرکز‌تنش در بهینه‌ترین حالت ممکن محاسبه شد. یافته­ ها : محدوده تغییرات زوایای دو لایه شیشه بین 0 تا 90 و 90- تا 0 بود که در نهایت زاوایای بهینه مقدار°5/63 و°5/36- به‌دست آمدند. همچنین مقادیر مدول یانگ در دو راستای ورق (E_x .E_y ) به ترتیب 17.7 گیگاپاسکال و 20.46 گیگاپاسکال به‌دست آمدند. به همین صورت مقدار ضریب تمرکز تنش(K) برای این ورق کامپوزیتی 745/2 به‌دست آمد. نتیجه­ گیری : شبیه‌‌سازی و تحلیل پره توربین بادی کامپوزیتی با زمینه پلیمری (اپوکسی) و الیاف شیشه برای ساده‌سازی بر روی یک ورق کامپوزیتی با دو لایه الیاف شیشه انجام شد و تاثیر تغییر زاویه الیاف شیشه بر روی خواص ورق کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفت. زمانی که الیاف شیشه در راستاي بارگذاري قرار گرفتند (حالتی که هر دو لایه شیشه زاویه 0 درجه دارند) ماکسیمم مقدار مدول یانگ و ضریب تمرکز‌تنش مشاهده شد. زمانی که الیاف شیشه در راستاي عمود بر جهت بارگذاري قرار گرفتند (حالتی که هر دو لایه شیشه زاویه 90 درجه دارند) کمترین مقدار مدول یانگ و ضریب تمرکز تنش به دست آمد.