مدلسازی اثرات آسیب پیشرونده غیرایزوتروپ بر رفتار الاستوپلاستیک کامپوزیت های زمینه فلزی

هدف این مقاله بررسی آسیب پیشرونده در یک لایه کامپوزیتی زمینه فلزی با استفاده از کوپل روش میکرومکانیکی و دیدگاه مکانیک آسیب پیوسته می باشد. روش میکرومکانیکی، روش بر پایه المان حجمی نماینده معروف به روش سلول واحد ساده شده می باشد که قابلیت بررسی پیشرونده بودن آسیب و رفتار پلاستیک در المان حجمی نماینده را دارد. آسیب مورد بررسی به صورت ایزوتروپ و غیرایزوتروپ بر اساس دیدگاه مکانیک آسیب پیوسته می باشد. کامپوزیت مورد بررسی کامپوزیت کربن/آلومینیم می باشد. رفتار زمینه به صورت ایزوتروپ و الاستوپلاستیک و رفتار الیاف به صورت ایزوتروپ عرضی و الاستیک و آرایش الیاف درون زمینه به صورت منظم می باشد. مدل رفتار الاستوپلاستیک زمینه به صورت رفتار دوخطی و روش حل، روش تقریب متوالی می باشد. با توجه به مطالعات پیشین در دسترس، کامپوزیت سیلیکون کارباید/تیتانیوم جهت اعتبارسنجی و مقایسه با داده های تجربی مورد توجه قرار می گیرد. اثر درصد حجمی الیاف در روند پیشروی آسیب مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که با افزایش بارگذاری طولی و عرضی، متغیر آسیب در جهات الیاف وعمود بر الیاف رشد کرده و مدول یانگ طولی و عرضی موثر کامپوزیت کاهش می یابد. همچنین نتایج تایید می کنند که در بارگذاری طولی و درنظرگیری آسیب غیرایزوتروپ، پیشروی آسیب در جهت الیاف بیشتر از رشد آن در جهت عمود برالیاف می باشد، در حالیکه تحت بارگذاری عرضی رشد آسیب در جهات عمود بر الیاف سریع تر است.

کلیدواژه ها:

Matrix metal composite ، Continuum damage mechanics ، Micromechanics ، Anisotropic damage ، کامپوزیت زمینه فلزی ، مکانیک آسیب پیوسته ، میکرومکانیک ، آسیب غیرایزوتروپ