اثر نسبت پواسون منفی بر پاسخ مکانیکی و رفتار آسیب چندلایههای کامپوزیتی کربن/اپوکسی تحت ضربه کم سرعت
نویسندگان
1 دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
2 دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
3 دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
4 دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
5 استادیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
doi
10.22068/jstc.2024.2026596.1882چکیده
در این مقاله، اثر نسبت پواسون منفی بر پاسخ مکانیکی و بهبود رفتار آسیب چندلایههای کامپوزیتی کربن/اپوکسی تحت ضربه کم سرعت بررسی شده است. برای این منظور، یک کد متلب با هدف تعیین محدوده زوایای چیدمان برای دستیابی به هر دو نسبت پواسون منفی داخل صفحه و در ضخامت بر اساس تئوری کلاسیک لایهای توسعه داده شده است. همچنین، مدل آسیب پیشرونده با استفاده از یک زیربرنامه VUMAT متشکل از معیار خرابی هاشین و پاک و مدل تکامل آسیب بر اساس روش کرنش معادل برای پیشبینی شروع و تکامل آسیب برای زمینه و الیاف نوشته و اجرا شده است. در فرآیند تحقیق، عملکرد ضربهپذیری چندلایههای آگزتیکی در مقایسه با چندلایههای کامپوزیتی با نسبت پواسون مثبت با چیدمانهای متعامد و زاویهدار مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد در برخیاز حالتهای آسیب، رفتار آگزتیکی میتواند منجر به بهبود آسیب چندلایههای کامپوزیتی شود. بر اساس تجزیه و تحلیل نتایج، بیشترین مقدار آسیب لایهلایهشدن، کششی زمینه، فشاری زمینه و کششی الیاف بهترتیب در چندلایه زاویهدار، آگزتیکی در ضخامت، متعامد و آگزتیکی در ضخامت مشاهده شده است. دراینبین، چندلایههای متعامد، زاویهدار و آگزتیکی در ضخامت با ویژگیهایی همچون نیروی ضربه زیاد، زمان ضربه کم، بیشینه جابهجایی کم و انرژی اتلافشده کمتر نسبت به چندلایه آگزتیکی داخل صفحه، برای کاربرد در سازههایی با رویکرد طراحی دیوارسخت مناسب هستند. همچنین، چندلایه آگزتیکی داخل صفحه با ویژگیهایی مانند نیروی ضربه کم، زمان ضربه زیاد، جابهجایی زیاد و انرژی اتلافشده بیشتر نسبت به سایر چندلایههای کامپوزیتی، برای استفاده در سازههای فداشونده کاربردی و عملیاتی است.
