شبیه سازی عددی تاثیر معماری بافت الیاف و خواص اجزای ریزساختاری بر مدول ارتجاعی و ضریب پواسون صفحات کامپوزیتی

در این مطالعه تاثیر نوع بافت و خواص اجزای تشکیل دهنده بر رفتار ارتجاعی درون صفحه صفحات کامپوزیتی دو بعدی با الیاف بافته شده به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از المان حجمی معرف RVE) جهت شبیه سازی ساختارهایی با الگوهای بافت ساده، سبدی و جناغی استفاده شد. خواص مکانیکی شامل مدول ارتجاعی محوری و ضریب پواسون با بهره گیری از نرم افزار آباکوس تحلیل گردید و نتایج با رفتار لمینیتهای مرسوم مقایسه شد. یافته ها نشان داد که افزایش چین خوردگی منجر به کاهش مدول ارتجاعی محوری می شود. همچنین، اثرات متقابل بین نوارها در حین بارگذاری باعث تشدید جمع شدگی عرضی با افزایش دامنه چین خوردگی می شود. مقایسه بین نمونه های ساخته شده از الیاف شیشه و کربن تفاوت های قابل توجهی را آشکار ساخت؛ در نمونه های شیشه ای جمع شدگی عرضی به مراتب کمتر بود و ضریب پواسون عمدتا تحت تاثیر خواص ذاتی ماده قرار داشت. در مقابل، در نمونه های کربنی تغییر شکل های ناشی از صاف شدن نوارها نقش اصلی را در تعیین ضریب پواسون ایفا می کرد. این نتایج بر اهمیت انتخاب بهینه نوع بافت و جنس الیاف در طراحی کامپوزیت ها تاکید دارد؛ چرا که این عوامل بر پاسخ ساختار به تغییر شکل های پیچیده نیز تاثیر گذارند.

کلیدواژه ها:

صفحات کامپوزیتی بافت ، الیاف ، تحلیل اجزای محدود ، مدول ارتجاعی ، ضریب پواسون