بررسی عددی گسترش تنش پسماند ناشی از فرآیند تولید در چند لایهای شیشه/اپوکسی خیلی ضخیم مورد استفاده در ریشه پره توربینهای بادی

با توجه به نیاز روزافزون به تولید پره هایی با طول و قابلیت اعتماد بیشتر برای توربین های بادی، بهبود کیفیت ساخت پره توربین های بادی مورد توجه قرار گرفته است. گسترش تنش پسماند در چند لایه ها از آنجا که می تواند باعث ترک برداشتن زمینه پلیمری، جدایش بین لایه ها، تغییر شکل، کاهش عمر خستگی و غیره شود حائز اهمیت است. یکی از کاربردهای مهم چند لایه های شیشه/اپوکسی خیلی ضخیم، استفاده در ریشه پره توربین های بادی است که عموما با استفاده از تزریق رزین به کمک خالاء در بستر الیاف خشک تولید می شوند. فرآیند تزریق رزین به کمک خالاء به طور کلی شامل دو مرحله پرشدن قالب و پخت چند لایه است. هدف پژوهش حاضر بررسی گسترش تنش های پسماند طولی ناشی از فرآیند تولید، در چند لایه های شیشه/اپوکسی خیلی ضخیم با توجه به مکانیزم های تولید تنش های پسماند است. همچنین اثر پخت رزین در طول مرحله پرشدن قالب برروی تنش های پسماند نیز مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک چند لایه شیشه/اپوکسی به طول ۱ متر و ضخامت ۱۰۰ میلیمتر در نظر گرفته شده است. مراحل پرشدن قالب توسط رزین، پخت چند لایه و گسترش تنش های پسماند با استفاده از کد VIsim (توسعه یافته توسط مولفان) به صورت عددی شبیه سازی شده است. کد VIsim بر اساس روش المان محدود/حجم محدود به منظور شبیه سازی فرآیند تزریق رزین به کمک خالاء با حل معادلات جریان، انتقال حرارت، بقای جزئی ذرات و تعادل توسعه یافته است. نتایج نشان می دهد که در نظر گرفتن پخت رزین در طول مرحله پرشدن قالب، اثرات قابل توجهی بر مقادیر و توزیع تنش های پسماند طولی دارد. بعلاوه اینکه سیکل پخت توصیه شده توسط سازنده رزین برای چند لایه های خیلی ضخیم مناسب نیست.

کلیدواژه ها:

تنش پسماند ، پخت کامپوزیت ، شبیه سازی فرآیند قالبگیری ، تزریق رزین به کمک خالاء ، تحلیل ترمومکانیکی