اثر نسبت پواسون منفي بر پاسخ مكانيكي و رفتار آسيب چندلايه‌هاي كامپوزيتي كربن/اپوكسي تحت ضربه كم سرعت

در اين مقاله، اثر نسبت پواسون منفي بر پاسخ مكانيكي و بهبود رفتار آسيب چندلايه‌هاي كامپوزيتي كربن/اپوكسي تحت ضربه كم سرعت بررسي شده است. براي اين منظور، يك كد متلب با هدف تعيين محدوده زواياي چيدمان براي دستيابي به هر دو نسبت پواسون منفي داخل صفحه و در ضخامت بر اساس تئوري كلاسيك لايه‌اي توسعه داده شده است. همچنين، مدل آسيب پيش‌رونده با استفاده از يك زيربرنامه VUMAT متشكل از معيار خرابي هاشين و پاك و مدل تكامل آسيب بر اساس روش كرنش معادل براي پيش‌بيني شروع و تكامل آسيب براي زمينه و الياف نوشته و اجرا شده است. در فرآيند تحقيق، عملكرد ضربه‌پذيري چندلايه‌هاي آگزتيكي در مقايسه با چندلايه‌هاي كامپوزيتي با نسبت پواسون مثبت با چيدمان‌هاي متعامد و زاويه‌دار مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان داد در برخي‌از حالت‌هاي آسيب، رفتار آگزتيكي مي‌تواند منجر به بهبود آسيب چندلايه‌هاي كامپوزيتي شود. بر اساس تجزيه ‌و‌ تحليل نتايج، بيشترين مقدار آسيب لايه‌لايه‌شدن، كششي زمينه، فشاري زمينه و كششي الياف به‌ترتيب در چندلايه‌ زاويه‌دار، آگزتيكي در ضخامت، متعامد و آگزتيكي در ضخامت مشاهده شده است. دراين‌بين، چندلايه‌هاي متعامد، زاويه‌دار و آگزتيكي در ضخامت با ويژگي‌هايي همچون نيروي ضربه زياد، زمان ضربه كم، بيشينه جابه‌جايي كم و انرژي اتلاف‌شده كمتر نسبت به چندلايه‌ آگزتيكي داخل صفحه، براي كاربرد در سازه‌هايي با رويكرد طراحي ديوارسخت مناسب هستند. همچنين، چندلايه آگزتيكي داخل صفحه با ويژگي‌هايي مانند نيروي ضربه كم، زمان ضربه زياد، جابه‌جايي زياد و انرژي اتلاف‌شده بيشتر نسبت به ساير چندلايه‌هاي كامپوزيتي، براي استفاده در سازه‌هاي فداشونده كاربردي و عملياتي است.