مشخصات پایداری و حرارتی صفحات کامپوزیتی دوپایداره در ورق های لایه ای با لایه چینی نامتقارن با در نظر گرفتن اثر لایه های رزین و وابستگی دمایی

مهم ­ترین ویژگی سازه ­های دوپایداره این است که این سازه ­ها دارای دو حالت کاملا پایدار بوده و برای حفظ سازه در هریک از این حالات پایدار نیاز به هیچ­گونه منبع دائمی انرژی و یا اتصالات مکانیکی نمی باشد. صرفا جهت تغییر شکل از یک حالت پایدار به حالت پایدار دیگر باید انرژی مصرف کرد. در این مقاله، مشخصات پایداری و پاسخ حرارتی ورق کامپوزیتی دوپایداره با لایه چینی های نامتقارن مختلف بررسی و مطالعه شده است. روش اجزاء محدود غیرخطی برای تعیین پاسخ ورق کامپوزیتی نیز به کار رفته است. بدین منظور وابستگی دمایی به خواص مکانیکی ورق های لایه ای (لمینیت) به خصوص بر ضرایب انبساط حرارتی ورق گرافیت/ اپوکسی مورد توجه است. همچنین اثر لایه های رزین در مشخصات پایداری ورق ها بررسی شده است. اثر دما بر شکل نهایی ورق های کامپوزیتی پخته شده در دمای °C ۲۵ تا °C ۱۸۰ سانتی‎­گراد بررسی شده است. نتایج نشان دادند که ضرایب انبساط حرارتی اثر زیادی بر شکل ورق های پخت شده دارند. از آن­جایی که عدم یکسان بودن ضخامت لایه­ ها در ورق های مرکب دوپایداره، که در حقیقت یک نوع نقص ساختاری می­ باشد، تاثیرات به ­سزایی در شکل بعد از پخت ورق، تعیین حالت پایدار اول ورق و همچنین تعیین مقدار نیرویی که باعث پرش ناگهانی بین دو حالت پایدار می شود، دارد. مشخص کردن ضخامت حقیقی هر لایه و همچنین لایه های رزین بین لایه ها و روی ورق باعث می شود که مدل سازی ما تا حد بیشتری به واقعیت نزدیک شود. از این رو ضخامت حقیقی لایه ­های ورق مرکب و همچنین لایه­ های رزین با استفاده از میکروسکوپ نوری تعیین شده و در مدل سازی­ها منظور گردیده­ اند. نتایج حاصل از شبیه سازی اجزاء محدود با نتایج تست عملی مقایسه گردیده و سازگاری مناسبی حاصل شده است.

کلیدواژه ها:

Bi-stable laminates ، Graphite-epoxy plate ، Finite element method ، Snap behavior ، Thermal response