پیش بینی رفتار خزشی مواد مرکب الیافی با استفاده از مدلسازی میکرومکانیکی

در این مقاله مدل میکرومکانیکی جهت بررسی رفتار خزشی و وابسته به زمان در مواد مرکب الیافی ارائه شده است. برای مدل سازی و استخراج رفتار کامپوزیت با استفاده از مدل میکرومکانیکی از مفهوم المان نماینده حجمی استفاده شده است. با استفاده از روابط ساختاری مربوط به خزش در بارگذاری چند محوره، مدل المان محدود برای مدل سازی خزش چند محوره استخراج شده است. سپس روابط حاکم بر المان نماینده با در نظر گرفتن ترم های مربوط به خزش با استفاده از روش المان محدود گسسته سازی شده و ماتریس های سفتی و نیرو متناسب با آن در مدل المان محدود استخراج شده است. با توجه به اینکه در بارگذاری های عمودی محوری و جانبی کامپوزیت الیافی، ماهیت میدان جابجایی المان نماینده بصورت کرنش صفحه ای توسعه یافته قابل مدل سازی است، لذا گسسته سازی معادلات برای حالت کرنش صفحه ای توسعه یافته ارائه شده است. شرایط مرزی المان نماینده متناسب با بارگذاری در مسئله خزش اعمال شده است و از روش صریح اویلر برای حل معادلات در حوزه زمان استفاده شده است. مدل میکرومکانیکی ارائه شده برای بررسی توزیع تنش در زمینه و الیاف و بررسی خزش مرحله پایدار کامپوزیت الیافی زمینه فلزی استفاده شده است و نقش خزش در تغییر توزیع تنش بر حسب زمان بررسی شده است. سپس رفتار خزشی کامپوزیت در دیدگاه ماکرومکانیکی با استفاده از مدل میکرومکانیکی ارائه شده بر مبنای المان نماینده استخراج شده است وخواص ماکرومکانیکی کامپوزیت برای بارگذاری های جانبی و محوری برای نسبت های حجمی متفاوت بدست آمده است.

کلیدواژه ها:

Micromechanical Modeling ، Creep properties ، Steady state creep ، finite element method ، Representative Volume Element (RVE) ، مدل سازی میکرومکانیکی ، خواص خزش ، خزش مرحله پایدار ، کامپوزیت الیافی ، روش المان محدود ، المان حجمی نماینده