20910

۲۰۹۱۰

تحليل تجربي و تئوري جذب انرژي در سازه‌هاي كامپوزيتي پليمري لايه‌اي تحت اثر ضربه افتان تقويت شده با سيم‌هاي حافظه‌دار

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۲/۳

دكتر محمود مهرداد شكريه - دكتر رضا معدوليت

مكانيك

چكيده در پژوهش حاضر، اثر افزودن آلياژ حافظه‌دار به صورت سيم‌هاي بلند و كوتاه به كامپوزيت‌هاي پليمري لايه‌اي، تحت بارگذاري ضربه‌اي با دستگاه ضربه افتان مورد بررسي قرار گرفته است. اثر ميزان پيش‌كرنش اعمالي درون آلياژ و بازيابي مقيد آن در بستر كامپوزيت و همچنين بلند يا كوتاه بودن سيم‌هاي آلياژ مورد استفاده به صورت تجربي مورد مطالعه قرار گرفت. اين اثرات بر روي نقطه بيشينه نمودار نيرو-زمان، مساحت تخريب شده در لايه زيرين، ميزان انرژي جذب شده و همچنين جابجايي بيشينه و ماندگار در نقطه اثر ضربه ثقلي سرعت پايين ثبت و مطالعه گرديد. در گام بعد با مدل سازي تحليلي و عددي روي اين پديده و با كمك گرفتن از اعتبارسنجي حل عددي با نتايج بدست آمده از آزمايش‌ها اقدام به بررسي اثر ساير پارامترهاي موثر روي اين پديده شد. نتايج بدست آمده حاكي از پيش‌بيني خوبي از اثر پارامترهايي نظير ميزان درصد حجمي سيم و انرژي ضربه زننده روي پاسخ ضربه چنين كامپوزيت‌هاي هيبريد است. موفقيت استفاده از روش بكارگيري آلياژ حافظه‌دار به صورت سيم‌هاي كوتاه با نسبت منظري بهينه در جايگزيني با استفاده از سيم‌هاي بلند در پيش‌كرنش ها گوناگون به اثبات رسيد. مدل ارايه شده در تحقيق حاضر قادر به پيش بيني پاسخ ضربه روي نمونه‌هاي كامپوزيتي پليمري لايه‌اي تقويت شده با آلياژ حافظه‌دار به صورت سيم‌هاي كوتاه مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: آلياژ حافظه‌دار، كامپوزيت كربن/اپوكسي، ضربه سرعت پايين، سيم‌هاي كوتاه، سيم‌هاي بلند، آزمايش ضربه ثقلي

1398/04/17

The experimental and theoretical analysis of the energy absorption of Carbon/Epoxy laminated composites reinforced with pre-strained SMA wires subjected to low-velocity impact

7/8/2019 12:00:00 AM

Abstract: In the present study, the effect of adding in short and long shape-memory alloy (SMA) wires to laminated polymeric composites, under impact loading with drop weight impacted machine, has been investigated. The effect of pre-strain of wire and its constrained retrieval in the matrix of composites, as well as the long or short SMA wires was studied experimentally. Also, its effects on the maximum point of the force-time graph, the area under the damaged area in the bottom of specimens, the magnitude of the absorbed energy and the maximum residual displacement of specimens were recorded and studied. In the next step, the results of analytical and numerical modeling of this phenomenon were compared with the results of the experiments. The results show a good prediction of the effect of parameters such as the volume fraction of wires and energy on the impact response of such hybrid composites. The success of the use of employing a short SMA wires with an optimal aspect ratio in instead of long wires in various pre-strains was proved. The model developed in the present research is capable of simulating the effect of impact on polymer composite samples reinforced with short SMA wires. Keywords: SMA hybrid composite, low-velocity impact, short wire, long wire.