مدل تحلیلی برای پیش بینی توزیع تنش در کامپوزیت های لاستیکی تقویت شده با الیاف آرامید با در نظر گرفتن فاز واسط
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری / گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران
2 عضو هیات علمی / گروه مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران
doi
چکیده
این مقاله با استفاده از مدل سه فازی مایکرومکانیک با تقویت کننده کوتاه و فاز واسط، به تحلیل تنش در کامپوزیت های لاستیکی تقویت شده با الیاف آرامید می پردازد. با توجه به اهمیت فاز واسط در این نوع کامپوزیت ها از مدل اصلاح شده عقب افتادگی برشی و تکنیک تقویت کننده مجازی به منظور بررسی مکانیزم انتقال بار و توزیع تنش استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل تحلیلی بیانگر این است که حداکثر تنش کششی در مرکز الیاف وجود دارد در حالی که تنش برشی میان رویه در انتهای الیاف به بیشترین مقدار خود میرسد. در این مدل خواص مکانیکی فاز واسط نظیر مدول الاستیک با متوسط گیری از خواص مکانیکی متغیر شعاعی حاصل می گردد. اثرات نسبت مدول، نسبت منظری، ضخامت و مدول الاستیک فاز واسط بر توزیع تنش محوری و برشی مورد بررسی قرار گرفته است. اهمیت این کار در مقایسه با مدل های ارائه شده قبلی این است که با استفاده از تکنیک تقویت کننده مجازی برای مدل مایکرومکانیک سه فازی با الیاف کوتاه میتوان با تعیین توزیع تنش در ناحیه زمینه به خواص مکانیکی کامپوزیت دست یافت. همچنین با مدلسازی المان محدود مدل سه فازی مایکرومکانیک به صورت تمام پیوسته و مقایسه نتایج حاصل با نتایج مدل تحلیلی سازگاری و تطابق خوبی مشاهده می شود.
