16740

16740

تاثير سطح تماس بر توزيع نيرو در كامپوزيت هاي هيبريد با الياف فلزي حافظه دار

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

آبان 1395

دكتر فتح اله طاهري بهروز

مكانيك

هيبريد كردن كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري با استفاده از سيم‌هاي آلياژهاي حافظه‌دار شكلي يكي از روش‌هاي نوين ساخت سازه‌هاي هوشمند مي‌باشد. خواص ويژه اين كامپوزيتهاي هيبريدي مادامي وجود دارد كه بين آلياژهاي حافظه‌دار و كامپوزيت زمينه اتصال وجود داشته باشد به همين دليل شناخت رفتار تماسي اين مواد مي‌تواند محدوده كارايي و تحمل بار اين مواد را مشخص كند. متداول‌ترين روش براي اندازه‌گيري پارامترهاي تماسي از قيبل استحكام اتصال در كامپوزيت‌هاي هيبريدي آزمون بيرون كشيدن تك الياف است. به دليل هزينه‌هاي بالاي ساخت و آزمايش اين مواد مي‌توان با يافتن روشي مناسب جهت مدل‌سازي و تحليل دقيق آنها در نرم افزارهاي تجاري، نتايجي قابل قبول و با خطاي مطلوب بدست آورد و با كم كردن هزينه‌هاي آزمايش زمينه گسترش استفاده از خواص منحصر به فرد اين مواد را در صنايع مختلف فراهم كرد. مدل‌سازي صحيح در نرم افزارها امكان پيش‌بيني پاسخ اين مواد در برابر شرايط فيزيكي و عوامل محيطي را فراهم مي‌سازد و مي‌توان از نتايج حاصل از اين تحليل‌ها جهت بهينه‌سازي استفاده كرد. در اين پايان‌نامه سعي شده براي مدل‌سازي رفتار ترمومكانيكي آلياژهاي حافظه‌دار ، شبيه‌سازي آزمون بيرون كشيدن تك الياف و مدل‌سازي رفتار تماسي كامپوزيت‌هاي هيبريد با سيم‌هاي آلياژ حافظه دار در نرم‌افزار اجزاء محدود آباكوس روش مناسبي ارائه شود. از دو مدل ماده براي آلياژ حافظه دار استفاده شد. نتايج براي هر دو مدل نشان داد روش بكار رفته دقت مطلوبي در شبيه‌سازي تماس بين كامپوزيت و آلياژ حافظه‌دار دارد. اين شبيه سازي توانست بخوبي فرآيند آغاز و پيشرفت خرابي را در آزمون بيرون كشيدن تك فيبر نشان دهد كه مي‌تواند در طراحي كامپوزيت‌هاي هيبريدي با الياف آلياژ حافظه دار كمك كننده باشد.

1395/12/04

1/1/1900 12:00:00 AM

Hybridization of polymer composites with shape memory alloys (SMA) is one of recent approaches to make smart structures. Their contact properties remain unchanged until existence of connection between SMA an​d matrix. So considering contact behavior of these materials could determine these composites range of effectiveness an​d load bearing. The most common method to estimate contact parameters such as contact toughness in hybrid composites is single wire pull out test. Because of high production costs of these composites an​d performing experimental tests, by obtaining appropriate method for simulating an​d analyzing them in commercial softwares, suitable results with minimum errors could be achieved an​d reduction of the experimental costs would lead to spread of these smart structures usage in different industries. An appropriate modeling in software prepares the possibility to predict response of these structures to the physical an​d environmental conditions an​d the numerical results could be helpful in optimization processes. In this study, for proper modeling of thermomechanical behavior of SMA, simulation of a single wire pull out test an​d modeling contact behavior of hybrid composites with SMA wires, abaqus software were employed. Two material models were used for SMA. The results for both models show that the methodology of this study has acceptable accuracy to simulate contact between matrix an​d SMA wire. This simulation showed the initation an​d progression of damage in single wire pull out test well an​d would be helpful in designing these smart structures.