بررسی تجربی و عددی رفتار کمانشی و پس کمانشی استوانه های کامپوزیتی رشته یچی شده تحت بارگذاری فشار جانبی بین صفحه های صلب موازی

امروزه از استوانه‌های پلیمری تقویت‌شده با الیاف شیشه‌ای در صنایع مختلفی استفاده‌ می‌شود. یکی از متداول‌ترین بارگذاری‌هایی که استوانه‌های کامپوزیتی در حین کاربری متحمل می‌شوند، بارگذاری فشاری عرضی است. به منظور بررسی رفتار کمانشی و پس کمانشی استوانه‌های کامپوزیتی رشته‌پیچی شده نمونه‌های آزمایشگاهی با زاویه‌ی پیچش 75± ساخته شد. بدین منظور نمونه‌ها تحت بارگذاری فشاری بین دو صفحه‌ی صلب موازی طبق استاندارد ASTM D 2412-02 قرار گرفتند. در طی انجام آزمایش، نمودار نیرو-جابه‌جایی حاصل از بارگذاری در راستای عمود بر صفحه‌ی‌ صلب اندازه‌گیری شد. علاوه بر انجام آزمایش‌های تجربی، شبیه‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار آباکوس انجام گرفته است. با توجه به آنکه در حین فرآیند بارگذاری، استوانه‌ی کامپوزیتی دچار آسیب می‌شود، به منظور لحاظ این اثرات، مدل آسیب هشین 3 بعدی استفاده شده است. جهت اعمال مدل آسیب هشین 3 بعدی، با بهره‌گیری از نرم‌افزار برنامه‌نویسی فرترن 77 زیر برنامه‌ای در قالب UMAT کد نویسی گردید. تعریف خواص مکانیکی و استحکام-های شکست استوانه‌ی کامپوزیتی، بر اساس اندازه‌گیری خواص الیاف و رزین به طور جداگانه طبق استانداردهای مربوطه و با استفاده از روابط میکرو مکانیک ‌لایه‌ها انجام گرفت. با توجه به نتایج آزمایش فشار نمونه‌ها بین دو صفحه‌ی صلب موازی و در نظر داشتن نمودار نیرو-جابه‌جایی، استوانه‌ی کامپوزیتی دچار کمانش می‌شوند اما با توجه به اینکه پس از کمانش وضعیت آن‌ها پایدار است، اتفاق افتادن کمانش تأثیر قابل ملاحظه‌ای در رفتار نمونه استوانه‌ها نمی‌گذارد. با مقایسه‌ی‌ نتایج بدست آمده از آزمایش‌های تجربی و حاصل از شبیه‌سازی عددی، توافق مناسب نتایج با یکدیگر قابل مشاهده است.