اثر تنش هاي پس ماند گرمايي ناشي از پخت بر تغيير شكل چندلايه اي هاي كامپوزيتي تخت و استوانه اي

Effect of Residual Thermal Stresses in Curing Process on the Deformation of Flat and Cylindrical Composite Laminates

چندلايه هاي كامپوزيتي نامتقارن، در اثر فرايند پخت از حالت مسطح خارج شده و تغيير شكل مي دهند. نظريه كلاسيك لايه اي شكل پس از پخت اين قطعات را به شكل زيني شكل پيش‌بيني مي‌كند، در حالي كه با در نظر گرفتن عواملي هم چون ابعاد نمونه و دماي پخت، دو حالت استوانه اي نيز ممكن است، رخ دهد. افزون بر اين، براي صفحات غيرتخت، لازم است خواص هندسي به طور غيرخطي در نظر گرفته شود. روش انرژي ريلي- ريتز شكل دماي محيط چندلايه هاي كامپوزيتي پليمري نامتقارن را با توجه به ابعاد آنها به دقت پيش‌بيني مي كند كه مي توانند حالت زيني شكل يا استوانه اي شكل داشته باشند. در اين پژوهش، معادلات انرژي توسعه داده شده و انحناهاي چندلايه هاي نازك كامپوزيتي با درجات بالاتر مورد مطالعه قرار گرفته است. براي در نظر گرفتن معادلات انرژي با درجات بالاتر، پوسته هاي كامپوزيتي متعامد كه به شكل استوانه اي بودند، انتخاب شده است. شكل پس از پخت پوسته هاي كامپوزيتي به ترتيب چيدمان لايه ها، شعاع انحنا، ضخامت چندلايه و دماي پخت قطعات بستگي دارد. بنابراين در اين پژوهش، تغييرات اين پارامترها بررسي شده و نتايج ارزيابي شده است. هم چنين، در باره تعيين كرنش ها و تنش هاي پس ماند با استفاده از كرنش ها و انحناهاي لايه مياني بحث مي شود.

Unsymmetrical composite laminates deform from the flat state in curing process. According to the "lamination theory" the cured shape of unsymmetrical laminates should always be saddle-like, while considering parameters like specimen lengths and cure temperature, it may lead to two cylindrical shapes. In addition it is necessary to consider geometrical non-linearity for the uneven plates. By considering specimen dimensions, Rayleigh-Ritz energy method precisely predicts the room-temperature shapes of the unsymmetrical polymer composite laminates. In this research, energy equations are developed to determine curvatures of unsymmetrical composite thin laminates at higher scales. Cylindrical cross-ply composite shells are selected to investigate energy method with higher degrees. Cured shape of composite shells is mainly dependent on the stacking sequences, mold radius, layer thickness and cure temperature. Therefore, the changes of these parameters are studied and consequently appropriate assessments are made on the results obtained.