شبيه سازي ضربه سرعت پايين بر روي كامپوزيت هاي مركب درون لايه اي تقويت شده با الياف ترد و انعطاف پذير

Low Velocity Impact Simulation of Intraply Hybrid Composites Reinforced with Brittle and Ductile Fibers

در اين تحقيق، ضربه سرعت پايين بر روي كامپوزيت هاي خالص و مركب درون لايه اي تقويت شده با الياف انعطاف پذير و ترد بر مبناي روش اجزاي محدود شبيه سازي گرديده است. بدين منظور با استفاده از خواص ابعادي، فيزيكي و مكانيكي، كامپوزيت هايي به صورت چهار لايه با آرايش شبه ايزوتروپيك طراحي شد. آنگاه با استفاده از نرم افزار آباكوس پارامترهايي از جمله نيروي برخورد و خيز، در شدت ضربه 30 ژول تعيين شد. براي ارزيابي شبيه سازي هاي انجام شده، نتايج حاصل از تحليل نرم افزار با نتايج آزمايش ضربه در حالت تجربي مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهد مدل ارائه شده به خوبي روند تغيير نيروي برخورد و ماكزيمم خيز با تغيير درصد الياف ترد را پيش بيني مي كند. هم چنين با استفاده از نتايج مدل مي توان نحوه توزيع تنش و كرنش در هر لحظه از زمان برخورد و نحوه شكست در هر لايه از كامپوزيت را به صورت كامل تحليل كرد.

In this study, the impact strength of homogenous and intra-ply hybrid composites reinforced with ductile and brittle fibers was predicted based on a finite element method. For this purpose, a four-ply composite with the quasi-isotropic stacking sequence was designed considering the dimensional, physical and mechanical properties. Next, using Abaqus software, the parameters such as contact force and deflection, at 30 J impact energy were determined. In order to validate the simulated model, the theoretical results were compared with the experimental ones. The results revealed that the model can predict the variation of maximum contact force and maximum deflection with changing the content of brittle fiber. In addition, the results can be used to analyze the stress and strain distributions during the impact.