17374

17374

بررسي خرابي پيش رونده در استوانه هاي ناچ دار

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

اسفند 1395

دكتر طاهري بهروز

مكانيك

در طراحي سازه هاي كامپوزيتي استفاده از تركيب لايه هاي بافته شده و لايه هاي تك جهته براي ايجاد يك سازه ي كامپوزيتي هيبريد كه از مزيت هر دو نوع بافت استفاده شود، رو به گسترش است. از آن جمله مي توان به لوله هاي كامپوزيتي كه در لايه ي داخلي آن از كامپوزيت هاي بافته شده جهت افزايش كارايي لوله در برابر نشتي و در لايه ي خارجي آن از الياف تك جهته براي افزايش استحكام مكانيكي نام برد. پيش بيني استحكام در پارچه هاي بافته شده متفاوت از پارچه هاي تك جهته بوده و نياز به تمهيدات خاصي از قبيل لحاظ كردن اثر موجي شدن الياف در طراحي دارد. تحقيق حاضر به بررسي پديده خرابي در حلقه هاي كامپوزيتي تحت باركششي پرداخته است. براي رسيدن به هدف فوق با توسعه مكانيزم خرابي با استفاده از روش هاي مايكرومكانيكي در پارچه هاي بافته شده، معياري جهت پيش بيني افت خواص مكانيكي در اين لايه ها ارائه كرده است. در پايان با توسعه ي زيرروال هاي "UMAT" و "USDFLD" در نرم افزار آباكوس حلقه ي كامپوزيتي هيبريد را شبيه سازي نموده و با در نظر گرفتن رفتار غير خطي لايه هاي تك جهته در برش، به صورت پيشرونده استحكام نهايي را پيش بيني نموده است. نمونه هاي حلقوي متناسب با استاندارد ASTM- D2290 ساخته شده و صحت نتايج عددي ارزيابي شده است. واژه‌هاي كليدي: تخريب پيش‌رونده، پارچه¬هاي بافته‌شده، تنش- كرنش غيرخطي، كامپوزيت¬هاي هيبريد

1396/03/09

1/1/1900 12:00:00 AM

The combination of woven and unidirectional layers in manufacturing new hybrid composite structures are widely used in various industrial applications. For instance, composite pipes that the inner layer is formed of woven composite for increasing the efficiency of the pipes against the leaks and the outer layers is formed of unidirectional layers to increase their mechanical strength. Predicting the strength of the woven layers are different from unidirectional layers and it needs special attention for instance considering the undulation of yarns. The current research studies the damage phenomenon in composite rings under tensile load. For achieving the latter goal damage mechanisms in woven layers are developed using the micromechanical approaches and a set degradation mechanism is developed in the woven layers. Finally by developing UMAT and USDFLD subroutines in ABAQUS commercial software, hybrid composite rings are simulated numerically. During numerical modeling nonlinear in-plane shear properties of the unidirectional layers are taken into the account. Finally a progressive failure analyses is performed to find the final strength of the hybrid composite rings. Composite ring according to ASTM D2290 are fabricated and tested to verify the numerical findings. Keywords: Progressive damage, woven, nonlinear shear stress-shear strain, hybrid composite