بررسی تجربی و نظری رفتار مکانیکی کامپوزیت های الیاف بلندلاستیک-فولاد با استفاده از روش اجزای محدود و مدل های تحلیلی

این کار پژوهشی اختصاص به مقایسه عملکردی میان رو ش های مختلف شبیه سازی کامپوزیت های الیاف بلند لاستیک- فولاد داشته که بخش بسیار مهمی از ساختار تایرهای رادیال را تشکیل می دهند.ابتدا مطالعات پیشین انجام شده در زمینه شبیه سازی رفتار این نوع کامپوزیت ها بررسی و سپس روش های مختلف شبیه سازی و نقاط قوت و ضعف هر یک بیان شد. در بخش تجربی نمونه های کامپوزیت لاستیک با سیم های فولادی به همراه نمونه های جداگانه ماتریس لاستیکی برای بارگذاریدر دو حالت کششی و برشی ساخته شده و در آزمون های مربوط قرار گرفتند. برای ارزیابی دقت وکارایی این روش ها آزمون های کشش و برش انجام گرفته به روشهای مختلف تحلیلی و عددی به کمک روش اجزای محدود و با استفاده از مدل های ابرکشسان و ابرگرانروکشسان شبیه سازی شدند. نتایج حاصل نشان داد، در هر دو حالت کششی و برشی مقدار دقت پیش بینی هاو نیز هم گرایی مدل اجزای محدود بسیار به روش محاسباتی، زاویه آرایش یافتگی الیاف نسبت به جهت اعمال نیرو وهمچنین مدل ابرکشسان یا ابرگرانروکشسان انتخابی وابسته است. در عین حال در هیچ یک از این حالت ها، شبیه سازی، نه تنها قابلیت پیش بینی دقیق رفتار غیرخطی نمونه ها تحت اعمال نیروهای برشی را ندارد، بلکه افزایش دقت مدل سازی با درنظر گرفتن مدل گرانروکشسان برای رفتار لاستیک نیز موجب بهبود نتایج حاصل از شبیه سازی و نزد یک شدن آن به داد ه های تجربی نمی شود. بنابراین، دربهره گیری از این مدل ها که در نرم افزارهای تجاری نیز وجود دارند و فراوان استفاده می شوند، بایدنهایت دقت را داشت و خطاهای موجود را در نتایج شبیه سازی و طراحی های پس از آن درنظر گرفت.

کلیدواژه ها:

تایر ، کامپوزیت لاستیک-الیاف ، اجزای محدود ، شبیه سازی ، رفتار مکانیکی