علي احمدي اسور

Determination of the Elastic Properties of Composite Materials Using Impulse Excitation an‎d Frequency Analysis

با توجه به اهميت روزافزون مواد كامپوزيتي در صنايع مهندسي، شناخت دقيق خواص الاستيك آن‌ها براي طراحي و تحليل‌هاي عددي امري ضروري است. روش‌هاي آزمون سنتي اغلب مخرب و پرهزينه بوده و براي مواد ناهمسانگرد با چالش‌هاي مضاعفي روبرو هستند. اين پژوهش، يك روش غيرمخرب مبتني بر «روش تحريك ضربه» (IET) و تحليل فركانسي را به عنوان رويكردي كارآمد براي مشخصه‌يابي ديناميكي مواد كامپوزيتي معرفي و ارزيابي مي‌كند. تعيين دقيق خواص الاستيك مواد كامپوزيتي، يكي از پيش‌نيازهاي اساسي در طراحي مهندسي و تحليل عددي سازه‌هاي پيشرفته است. در اين پژوهش، يك روش تركيبي تجربي-عددي مبتني بر روش غيرمخرب تحريك ضربه (IET) براي مشخصه‌يابي كامل خواص الاستيك ورق‌هاي كامپوزيتي پلي‌پروپيلن تقويت‌شده با الياف شيشه تك‌جهته (Glass/PP) ارائه شده است. در بخش تجربي، با استفاده از يك سامانه آزمايشگاهي شامل ميكروفون غيرتماسي و چكش ضربه، فركانس‌هاي طبيعي ارتعاشات خمشي و پيچشي نمونه‌هاي كامپوزيتي با جهت‌گيري‌هاي مختلف الياف (0، 90 و 45 درجه) اندازه‌گيري مي‌شود. نوآوري اصلي اين پژوهش، توسعه يك نرم‌افزار اختصاصي و متن‌باز در محيط پايتون براي خودكارسازي فرآيند تحليل است كه وظيفه ثبت سيگنال، پردازش آن با استفاده از تبديل فوريه سريع(FFT) و محاسبه نهايي مدول‌هاي يانگ ، مدول برشي و ضريب پواسون را بر عهده دارد. بر اساس روش ديناميكي، مدول يانگ طولي 22/33 گيگاپاسكال و مدول يانگ عرضي 87/5 گيگاپاسكال محاسبه شد، كه نشان دهنده ماهيت ناهمسانگردي بالاي اين ماده با نسبت سفتي 5.7 است. همچنين براي اعتبارسنجي، نتايج با آزمايش خمش سه نقطه‌اي مقايسه شدند كه تطابق بسيار خوبي با انحراف كمتر از 4٪ در جهت اصلي الياف را نشان داد. اين مطالعه تأييد مي‌كند كه روش تحريك ضربه‌اي، هنگامي كه با ابزارهاي تحليلي مدرن تركيب شود، يك رويكرد سريع، دقيق و مقرون به صرفه براي توصيف جامع مواد كامپوزيتي است.

،تحريك ضربه، خواص الاستيك، كامپوزيت شيشه/پلي‌پروپيلن، تحليل مودال، تبديل فوريه سريع (FFT).