بررسی تحلیلی و عددی صفحات کامپوزیتی تحت بارگذاری ضربه ای سرعت پایین با پرتابه های متفاوت

در پژوهش حاضر اثر شکل پرتابه بر روی پاسخ صفحات کامپوزیتی ارتوتروپیک به روش تحلیلی و عددی برای دو حالت بدون لایه لایه شدگی و با لایه لایه شدگی مورد بررسی قرار گرفته است. در روش تحلیلی از مدل جرم و فنر استفاده شده و روش جدیدی برای بررسی برخورد دو پرتابه تخت و مخروطی ارائه شده است. در روش عددی برخورد انواع پرتابه ها به ورق با استفاده از بسته اجزا محدود انسیس و ال اس داینا شبیه سازی شده است. کامپوزیت مورد استفاده از جنس کربن/اپوکسی است و ضخامت صفحه در اندازه های ۶ , ۴ ,۲ میلی متر بررسی شده است. جرم ضربه زننده ۳گرم و سرعت برخورد برای هر ضخامت ورق متفاوت می باشد. برای بررسی اثر شکل پرتابه سه نوع ضربه زننده کروی، مخروطی و استوانه ای سر تخت مدلسازی شده است. زمان برخورد، بیشینه و تاریخچه جابه جایی مرکز ورق و نیروی تماس برای سه ضربه زننده مختلف بدست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج عددی و تحلیلی بدست آمده در این پژوهش با یکدیگر مقایسه شده است و نتایج دارای تطابق و همگرایی خوبی هستند. طبق نتایج بدست آمده در همه پرتابه ها، بیشینه جابه جایی در مرکز ورق در هنگامی که لایه لایه شدگی اتفاق می افتد، بیشتر از زمانی ست که آسیبی رخ نمی دهد. همچنین طبق نتایج بدست آمده بیشینه جابه جایی در مرکز ورق برای هر دوحالت با و بدون لایه لایه شدگی برای پرتابه تخت در مقایسه با دیگر پرتابه ها کمتر است و بلعکس بیشینه نیروی تماس برای هر دو حالت با و بدون لایه لایه شدگی برای پرتابه تخت بیشتر است.

کلیدواژه ها:

Composite laminate ، Small mass impact ، Numerical simulation ، Analytical modeling ، Striker shape ، ورق کامپوزیتی ، برخورد جرم کوچک ، شبیه سازی عددی ، مدلسازی تحلیلی ، شکل ضربه زننده