27511

پيش بيني عمر خزشي براي كامپوزيت هاي پايه پليمري

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك-طراحي كاربردي

99-400

1400/02/20

فتح اله طاهري بهروز

مهندسي مكانيك

استفاده از قابليت‌هاي مواد كامپوزيتي با زمينه‌ي پليمري در طراحي سازه‌هاي هدفمند در صنايع متعدد در حال گسترش است. با وجود مزاياي فراوان اين مواد از قبيل چگالي پايين، استحكام و مدول ويژه بالا در مقايسه با مواد فلزي، به دليل رفتار ويسكوالاستيك مواد زمينه در دماي محيط نيز دچار پديده‌ي خزش مي‌شوند. به همين دليل به دست آوردن عمر خزشي مواد كامپوزيت براي كاربرد‌هاي طولاني مدت حائز اهميت است. خزش به عوامل زيادي ازجمله دما، رطوبت، تنش و زمان بستگي دارد. روش‌هاي مختلفي براي پيش بيني عمر خزشي كامپوزيت‌هاي پايه پليمري وجود دارد كه مي‌توان به روش نرخ كرنش ثابت، روش انرژي، معيار جنبشي يا معيار رشد ترك و روش ميكرومكانيكي اشاره كرد. آزمون‌هاي خزش طولاني‌مدت بوده و اين زمان ممكن است تا ماه‌ها و يا حتي سال‌ها نيز طول بكشد. از جمله راه‌هايي كه جهت پيش‌بيني سريع‌تر نتايج آزمون‌هاي خزش مورد استفاده قرار مي‌گيرد، مي‌توان به روش‌هاي تسريع شده مانند اصل‌هاي برهم‌نهي بولتزمن، اصل برهم‌نهي دما-زمان و جمع‌پذيري زمان-دما-فشار اشاره كرد. در اين پايان‌نامه با استفاده از روش نرخ كرنش ثابت و استفاده از اصل بر هم نهي دما-زمان به پيش بيني عمر خزشي مواد پرداخته شده و نتايج به دست آمده از آزمون‌ها با نتايج به دست آمده از مدل آسيب پيش‌رونده با استفاده از نرم افزار متلب، مقايسه شده است. مقايسه‌ها نشان مي‌دهد، مدل آسيب پيش‌رونده توسعه ي شده مطابقت قابل قبولي با نتايج تجربي دارد و مي‌تواند براي پيش‌ بيني عمر خزشي چندلايه‌هاي كامپوزيتي با زمينه پليمري استفاده شود.

1401/09/19

Prediction of creep life time for polymer based composites

5/10/2022 12:00:00 AM

The use of the capabilities of polymer-based composite materials in the design of targeted structures is expanding in many industries. Despite the many advantages of these materials such as low density, high strength and special modulus compared to metal materials, due to the viscoelastic behavior of the substrate at ambient temperature, they also creep. For this reason, obtaining the creep life of composite materials is important for long-term applications. Creep depends on many factors including temperature, humidity, stress and time. There are various methods for predicting the creep life of polymer-based composites, which can be fixed strain rate, energy method, kinetic criterion or crack growth criterion and micromechanical method. Creep tests are long and can take months or even years. Among the methods used to more quickly predict the results of creep tests are accelerated methods such as the Boltzmann orthogonal principles, the temperature-time orthogonality principle, and the time-temperature-pressure summability. In this dissertation, using the method of constant strain rate and using the principle of temperature-time overlap, the creep life of materials is predicted and the results obtained from the tests with the results obtained from the progressive damage model using MATLAB software. , Has been compared. Comparisons show that the written progressive damage model has an acceptable agreement with the experimental results and can be used to predict the creep life of polymer-based composite layers.

كامپوزيت , زمينه پليمري , پيش بيني عمر خزشي , نرخ كرنش ثابت , آزمون خزش

Composite , Polymeric matrix composite , Creep life prediction , Constant strain rate , Creep test

Behrooz Javadzadeh ganjelu

Dr. Taheri behrooz