تاثیرات هندسه، محل تمرکز تنش و زاویه الیاف بر ورق کامپوزیت استوانه ایی: بررسی عددی

مزایای متعدد کامپوزیتها سبب شده است این مواد یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع باشند که روزانه بر موارد استفاده از آنها نسبت به فلزات افزوده میشود . یکی از پارامترهای تاثیرگذار در کاهش وزن ورق، ایجاد سوراخ در محلهای مختلف ورق است که منجربه کاهش وزن و افزایش انعطاف در محصول میشود. اما این فرآیند منجربه تمرکز تنش در کامپوزیت شده و در شرایط عملکرد مختلف مانند ارتعاشات با نوسان بالا، میتواند سبب رشد ترک در نواحی دارای تمرکز تنش شود. در این مقاله به بررسی پدیده تمرکز تنش در یک ورق کامپوزیت استوانه ایی شکل پرداخته شده است. تحلیل خمش، کمانش و کشش با روش اجزاء محدود، در سه چینش مختلف الیاف شیشه در رزین اپوکسی، با سه بارگذاری مختلف و تنوع هندسی و محل قرارگیری سوراخها در ورق کامپوزیتی انجام گرفته است. در انتها نمودارهای تغییرات جابه جایی و تنشهای ایجادشده در مسیرهای مختلف ورق بررسی و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج به این صورت بود که با طراحی و چینش مناسب در زاویه الیاف و لایه های لمینا، میتوان تا حد قابل توجهی در شرایط بارگذاری و شرایط مرزی یکسان، مقاومت ورق کامپوزیتی را علیرقم ایجاد سوراخهای متعدد، افزایش داد. همچنین علاوهبر ایجاد سوراخ که منجربه انعطاف و کاهش وزن بیشتر میشود، با تغیر در آرایش و محل قرارگیری سوراخها در یک نمونه و شرایطی بارگذاری یکسان، میتوان به استحکام مطلوب تری نیز دست یافت.

کلیدواژه ها:

ورق کامپوزیت استوانهایی ، تحلیل اجزاء محدود ، تمرکز تنش ، زاویه الیاف ، سوراخکاری کامپوزیت.