احسان نعمان - دانشجوی کارشناسی ارشددانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک
مسعود طهانی - استاد دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک

فراگیری کامپوزیتها در صنایع و کاربردهای گوناگون و به تبع آن ضرورت کاهش هزینه های طراحی محصول و همچنین افزایش توان محاسباتی کامپیوترها در دو دهه اخیر، منجر به شکل گیری روشهای تحلیل چندمقیاسی با به کارگیری تئوری های میکرومکانیک و بررسی ریزساختار گردید. در این مقاله با استفاده از منحنی های تنش-کرنش تک لایه کامپوزیت در جهات اصلی، بارگذاری چندلایه های کامپوزیتی سالم و سوراخدار مدل سازی شده و منحنیهای تنش-کرنش آنها پیشبینی شده اند. برای این کار روشی چندمقیاسی در زیرروال یومت نرم افزار آباکوس کدنویسی شده و از تئوری میکرومکانیک روش سلولی در آن استفاده گردیده است. منحنی های تنش-کرنش تک لایه دو ماده کامپوزیتی کربن/اپوکسی با نامهای IM7/977-3 و HTA/6376 از مقالات استخراج شده و خواص الاستیک الیاف و ماتریس طی فرآیند محلی سازی، با استفاده از بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک در محیط جعبه ابزار بهینه سازی نرم افزار متلب از آنها استخراج گردید. همچنین روند رشد آسیب و استحکام شکست نهایی اجزا نیز از این منحنی ها به دست آمدند. سپس بارگذاری کششی و فشاری تعدادی نمونه چندلایه مدلسازی شد و نتایج آن با نتایج تجربی مقایسه گردید. در این مرحله استحکام نمونه ها مطابقتی نسبتاً خوب و مدول الاستیک آنها تحت بارگذاری کششی مطابقت خیلی خوبی با نتایج آزمایش ها داشت اما مدول فشاری بیشتر از مقدار واقعی پیشبینی شد. منشأ این عدم تطابق، درنظرنگرفتن وقوع ریزکمانش در لایه چینی های چندجهته پیشبینی شد که پس از اصلاح مدل، شبیه سازی با نمونه های قبلی و نمونه های جدید سوراخدار تکرار گردید. نتایج به دست آمده از تکرار شبیه سازی، مطلوب ارزیابی شد و مدولهای الاستیسیته و استحکام نمونه ها مطابقت نسبتاً خوبی با نتایج تجربی داشتند.

آسیب پیشرونده – تحلیل چندمقیاسی – میکرومکانیک – روش سلولی - کامپوزیت.