شبيه‌سازي عددي رفتار كامپوزيت تقويت‌شده با پارچه‌هاي دوجداره حلقوي‌پودي در برابر ضربه سرعت پايين

Numerical simulation of low-velocity impact bahavior of weft-knitted spacer fabric reinforced composites

در اين پژوهش رفتار كامپوزيت‌هاي تقويت‌شده با پارچه‌هاي دوجداره حلقوي پودي در سه طرح بافت ريب گيتينگ 1×1، 3×3 و 5×5 در برابر ضربه سرعت پايين به روش عددي شبيه‌سازي شده است. شبيه‌سازي ضربه با استفاده از پرتابه‌ فولادي استوانه‌ي سرتخت‌ به وزن kg 7/2، قطر mm 16 و سرعت اوليه m/s 19/2 انجام شد و نمونه‌ها مقيد به تكيه‌گاه چهارسمت گيردار فرض شدند. نتايج نشان داد، نفوذ نسبي ضربه زننده در ريب گيتينگ 3×3 كمتر است. به عبارت ديگر، مقاومت اين نمونه در برابر ضربه بيشتر است. تنش برشي بين لايه‌ و نخ‌هاي اتصال نيز در نمونه تقويت‌شده با ريب گيتينگ 3×3 كمتر است كه مقاومت آن را در برابر جدايش بين لايه و هسته نشان مي‌دهد. موقعيت نخ‌هاي اتصال نسبت به ناحيه برخورد بر ميزان تغيير شكل نخ‌ها مؤثر است و هرچه به مركز ناحيه برخورد نزديك‌تر باشند، تغيير شكل كمانشي ناشي از بار ضربه بيشتر است.

In this study, low-velocity impact bahavior of weft-knitted spacer fabric reinforced composites was investigated in 3 different patterns: 1×1-Rib gating, 3×3 and 5×5. A cylindrical stainless steel impactor weighing 2.7 kg, diameter of 16 mm and initial velocity of 2.19 m/s was used to applying impact on samples which are clamped on four sides. The results showed that the relative indentation of impactor in Rib gating 3×3 sample is smaller and it means that the impact resistance of this sample is more than Rib gating 1×1 and 5×5. The lower shear stress between layer and pile yarns in Rib gating 3×3 is lower than other samples which it means that this sample has more resistance against delamination between layer and pile yarns. The effect of pile position on pile deformation is significant and the closer piles to the center of impact zone have larger buckling deformation due to the impact.