مدل‌سازی مایکرومکانیکی رفتار خزشی کامپوزیت ترموپلاستیک تقویت‌شده با الیاف پیوسته و کامپوزیت تقویت شده با الیاف بلند

نویسندگان

1 استادیار ، گروه مهندسی مکا نیک ، دانشکده مهندسی ، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز.

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک ، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز.

3 دانشجوی دکتری ، گروه مهندسی مکانیک ، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز.

doi
10.22068/jstc.2024.2031243.1889
چکیده

با توجه به خصوصیات کامپوزیت‌های ترموپلاستیک، استفاده از آن‌ها مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. تحقیق حاضر، روشی نوین بر پایه‌ی مایکرومکانیک را برای پیش‌بینی رفتار خزشی درازمدت ترموپلاستیک‌های تقویت شده با الیاف پیوسته تک‌جهته (UD) و الیاف بلند (LFT) به ترتیب مانند کامپوزیت‌های کربن/PEEK و شیشه/پلی‌اتیلن ارائه می‌دهد. مواد ترموپلاستیک پلی‌اتیلن و PEEK، دارای خصوصیات ویسکوالاستیک غیرخطی هستند که با استفاده از مدل چهار عنصری برگر مدل‌سازی شده‌اند. نتایج تجربی نشان داده‌اند که مدل چهار عنصری برگر، رفتار کوتاه‌مدت و درازمدت ماتریس‌های ترموپلاستیک پلی‌اتیلن و PEEK را با دقت بالایی پیش‌بینی می‌کند. همچنین، رفتار الیاف شیشه و کربن، الاستیک در نظر گرفته شده است. سپس، با استفاده از مدل مایکرومکانیکی ماتریس پل‌زنی، تأثیر ماتریس ویسکوالاستیک غیرخطی بر رفتار خزشی درازمدت کامپوزیت‌ها پیش‌بینی و اعتبارسنجی شده است. مقایسه‌ی نتایج مدل‌سازی با نتایج تجربی موجود، در پیش‌بینی رفتار خزشی درازمدت کامپوزیت‌های ترموپلاستیک تقویت‌شده با الیاف پیوسته (UD)، اختلاف حداکثر 12 درصدی را نشان می‌دهد. همچنین در کامپوزیت‌های ترموپلاستیک تقویت شده با الیاف بلند (LFT) اختلاف حداکثر 10 درصدی را نشان می‌دهد.