مدل‌سازی شروع و رشد آسیب در استوانه‌های کامپوزیتی تحت بارگذاری فشار جانبی بین صفحه‌های موازی

مقاله‌ی حاضر به بررسی تجربی و عددی رفتار و چگونگی شروع و رشد آسیب در استوانه‌های کامپوزیتی رشته پیچی شده با الیاف شیشه‌ای/پلی استر تحت بارگذاری فشار جانبی بین صفحه‌های صلب موازی می‌پردازد. بدین منظور نمونه استوانه‌های کامپوزیتی به صورت صنعتی در شرکت دیبا فایبرگلاس با روش رشته پیچی گسسته با زاویه‌ی پیچش 75± ساخته شدند. نمونه‌ها تحت بارگذاری فشاری بین صفحه‌ی صلب موازی طبق استاندارد ASTM D2412-02 قرار گرفتند. در طی انجام آزمایش، نحوه‌ی رفتار سازه‌ی استوانه‌ی کامپوزیتی و چگونگی شروع و رشد آسیب در استوانه در مراحل مختلف بارگذاری ثبت شد. علاوه‌بر انجام آزمایش‌های تجربی، شبیه‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار آباکوس انجام گرفت. به منظور لحاظ اثرات شروع و رشد آسیب، 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 استحکام‌های 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. در تمامی آزمایش‌های انجام شده مشاهدات تجربی شامل سطح شکست به وجود آمده در اثر بارگذاری و علت وقوع مکانیزم‌های مختلف آسیب ایجاد شده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مقایسه‌ی نتایج حاصل از آزمایش‌های تجربی با نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی توافق مناسبی با یکدیگر دارند. بنابراین مدل‌سازی انجام شده قابلیت پیش‌بینی مناسب رفتار استوانه‌ی کامپوزیتی تحت شرایط بارگذاری مورد بررسی را داراست.