بررسی رفتار الیاف کربن و کولار در استوانه‌ی کامپوزیتی تحت ضربه سرعت پایین: تحلیل تجربی و عددی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مکانیک، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی قزوین، قزوین

2 عضو هیات علمو و مدیر گروه/ گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی قزوین، قزوین

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی قزوین، قزوین

doi
10.22060/mej.2018.14134.5806
چکیده

نسبت استحکام به وزن باال در کامپوزیت‌های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف سبب شده است که در بسیاری از سازه‌ها و قطعات مورد توجه واقع شود. در این مقاله به تحلیل تجربی و عددی چهار استوانه کامپوزیتی تحت ضربه با سرعت پایین پرداخته شده است. ساختار این لوله‌ها به صورت فقط کربن، فقط کولار، کولار- خارج/ کربن- داخل و کربن- خارج/ کولار- داخل می‌باشد. در تست آزمایشگاهی از دستگاه ضربه‌ی سقوط آزاد با یک ضربه زننده کروی فولادی جهت اعمال ضربه بدون سرعت اولیه استفاده شده است. در بخش عددی جهت بررسی رفتار ضربه از روش مدل‌سازی اجزاء محدود در نرمافزار آباکوس مورد استفاده قرار گرفته است. در پژوهش حاضر انواع روش‌های مدل‌سازی، فرایند مش‌بندی و انوع المان‌ها در نرم افزار مورد بحث قرار گرفته است. در تحقیق حاضر نیرو، مدت زمان تماس و جابجایی نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج می‌توان دید که الیاف کولار قابلیت جذب انرژی بیشتری را نسبت به کربن داشته و استوانه فقط کربنی بیشترین نیروی تماسی و کمترین جابجایی را در مقایسه با سایر نمونه‌ها دارد. برای صحت سنجی، نتایج تجربی با نتایج نرمافزار آباکوس مطابقت داده شده است که تطابق بسیار نزدیکی بین دو نتیجه وجود دارد.