27721

بررسي تجربي و عددي استحكام لمينيت هاي كربن/اپوكسي ناچدار تحت بارگذاري كششي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك - طراحي كاربردي (مكانيك جامدات)

98-99

1401/8/10

دكتر فتح اله طاهري بهروز

مهندسي مكانيك

نظر به كاربرد فراوان مواد كامپوزيتي در سازه هاي هوا فضايي، بازوهاي روباتي، قطعات پزشكي، صنايع خودرو سازي، صنايع نظامي و صنايع الكترونيك، بررسي استحكام اتصالات كامپوزيتي به يك زمينه مهم تحقيقاتي تبديل شده است. قطعات ناچ‌دار (حاوي گشودگي) ضغيف‌ترين بخش هر سازه از جمله سازه‌هاي كامپوزيتي هستند و علت اين امر نيز وجود تمركز تنش و رفتار متفاوت اين نواحي است. به همين دليل بررسي و تحليل درست و پيش بيني صحيح واماندگي و استحكام نهايي سازه از اولويت هاي طراحي سازه‌هاي كامپوزيتي مي‌باشد. در اين مطالعه با استفاده از روش عددي المان محدود و همچنين روش تجربي تست آزمايشگاهي، تحليل لمينيت‌هاي ناچ‌دار كامپوزيت بافته شده كربن/اپوكسي تحت بارگذاري كششي در دستور كار قرار گرفته است. در بخش عددي براي مدلسازي خرابي پيشرونده نمونه هاي ناچ دار كامپوزيتي از زيرروال نويسي مدل ساختاري يومت در نرم افزار آباكوس استفاده شده است و در بخش تجربي نيز از دستگاه تست كشش و همچنين روش تطابق تصاوير ديجيتال (DIC) براي به دست آوردن ميدان جابجايي و كرنش اطراف سوراخ مركزي استفاده شده است. در نهايت هدف تعيين استحكام نهايي نمونه‌ها و بررسي كانتور ميدان تنش و كرنش در اطراف سوراخ و همچنين صحت سنجي نتايج عددي با مقايسه نتايج تجربي مي‌باشد. صحت سنجي اين نتايج نشان مي‌دهد كه روش خرابي پيش‌رونده بر مبناي مدل ساختاري ارائه شده قابل قبول مي‌باشد.

1401/10/27

Experimental and numerical investigation of the strength of notched carbon/epoxy laminates under tensile loading

11/1/2023 12:00:00 AM

Due to the wide use of composite materials in aerospace structures, robotic arms, medical parts, automotive industries, military industries, electronic industries and mechanical parts, examining the strength of composite joints has become an important research field. Notched parts are the weakest part of any structure, including composite structures, and the reason for this is the stress concentration and different behavior of these areas. For this reason, the correct investigation and analysis and the correct prediction of the durability and final strength of the structure are among the priorities of designing composite structures. In this study, using FEM as well as experimental laboratory test method, the analysis of notched woven carbon/epoxy composite laminates under tensile loading is on the agenda. In the numerical part, to model the progressive failure of notched composite samples, the user defined material model (UMAT) has been used in the Abaqus software, and in the experimental part, the tensile test and also the digital image correlation method (DIC) have been used to obtain the displacement field and The strain around the central hole. Finally, the purpose is to determine the ultimate strength of the samples and also verify the validity of the numerical results by comparing the experimental results. Validation of these results shows that the progressive failure method based on the presented UMAT is acceptable.

لمينيت‌هاي ناچ‌دار , كامپوزيت بافته شده , خرابي پيش‌رونده , روش تطابق تصاوير ديجيتال , زيرروال نويسي يومت

notched composites , woven composites , DIC , progressive damage , UMAT

Amir Hossein Soofeh

Dr. Fathollah Taheri-Behrooz