تأثير انرژي ضربه زننده و ضخامت لايه‌ها در ضربه سرعت پائين بر روي چندلايه‌هاي فلز- الياف

Effect of Impactor Energy and Layers Thickness on Fiber Metal Laminates in Low Velocity Impact

كامپوزيت‌هاي لايه‌اي فلز- الياف از به هم چسباندن لايه‌هاي فلزي و كامپوزيتي الياف و رزين به هم، ساخته مي‌شوند. فلز به كار رفته اغلب آلومينيم است و الياف به طور كلي بر اساس كاركرد مورد انتظار، از جنس آراميد، كربن يا شيشه هستند. كامپوزيت مورد نظر ما در اين پژوهش چند لايه آلومينيم- الياف شيشه (GLARE) مي‌باشد كه به ­دليل مقاومت مكانيكي بالا كاربرد وسيعي در صنايع هوايي و... دارد. در اين مقاله در ابتدا اثر تغيير در انرژي ضربه زننده در ضربه سرعت پائين برروي كامپوزيت فلز- الياف را به صورت تجربي مورد بحث قرار داده و به اين نتيجه مي‌رسيم كه با افزايش در انرژي اوليه ضربه زننده سازه كامپوزيتي سفتي بيشتري نشان داده و ميزان جذب انرژي افزايش مي‌يابد. سپس با مدل‌سازي آزمايش­هاي انجام شده در نرم‌افزار LS-DYNA ضمن به دست آوردن نتايج مشابه از تحليل عددي (نرم‌افزاري)، به مقايسه نمودارهاي حاصل از تحليل‌هاي عددي و نرم‌افزاري خواهيم پرداخت و با مشاهده اختلاف كم ميان اين نمودارها به صحت مدل­سازي‌هاي انجام شده پي مي‌بريم. در مرحله آخر نيز به بررسي عددي اثر تغيير در ضخامت لايه‌ها در يك سازه كامپوزيتي با ضخامت كلي ثابت پرداخته و نتيجه مي ­گيريم كه افزايش در ضخامت لايه‌هاي الياف و كاهش ضخامت لايه‌هاي آلومينيمي ‌موجب افزايش مدت زمان برخورد و كاهش سفتي سازه كامپوزيتي مي‌شود.

Fiber-metal laminate composite is made by pasting metal layers and fiber-resin composite together. The metal used is often aluminum and the fiber is Aramid, Carbon or Glass depend on the application. In this study, we have used aluminum-fiber glass laminates (GLARE) due to its vast application because of its high mechanical resistance. At first, the effect of impact energy on fiber-metal composite in low velocity impact was analyzed experimentally. It was concluded that by increasing the primitive energy of the impactor, composite structure shows more toughness and energy attraction rate. Afterward, by modeling the performed tests in LS-DYNA software, a validation was conducted. Due to the subtle difference between numerical and experimental result, the validation of the modeling was accepted. In the last step, the effect of changing the thickness of layers on a generally fixed thickness composite structure was studied numerically. It was concluded that increasing the thickness of fiber layers and decreasing the thickness of aluminum layers lead to an increase of the collision time span and a decrease of the composite structure toughness. Keywords: