تحلیل ضربه کم سرعت ورق کامپوزیتی تقویت شده با سیم های حافظه دار

آلیاژهای حافظه دار گروه خاصی از مواد هوشمندند که می توانند در اثر افزایش دما تحت یک استحاله ی فازی برگشت پذیر جامد به جامد به شکل اولیه ی خود بازگردند. به علاوه این مواد تحت بارگذاری سیکلی مکانیکی، می توانند از طریق ایجاد حلقه ی برگشت پذیر هیسترزیس، انرژی مکانیکی را جذب و یا تلف کنند. این ویژگی های بی نظیر آلیاژهای حافظه دار، آن ها را برای کاربردهای حسگری، عملگری، جذب انرژی ضربه و دمپ ارتعاشات مناسب ساخته است. در تحقیقات صورت گرفته تا به امروز، مدل سازی رفتار آلیاژ حافظه دار بصورت مناسبی صورت نگرفته است، چرا که کسر حجمی مارتنزیت که عامل مهمی در تعیین خواص آلیاژ حافظه دار و نیروی بازیابی آن می باشد ثابت در نظر گرفته شده است. از طرفی اکثر پژوهش های انجام شده پاسخ ورق به ضربه مرکزی را در بر می گیرند و عموماً برای حالت های بدون پیش بار انجام شده اند. در این پژوهش به تحلیل دینامیکی غیرخطی ضربه کم سرعت ورق کامپوزیتی مستطیلی تقویت شده با آلیاژ حافظه دار پرداخته شده است. برای استخراج نتایجی دقیق، در مدل سازی آلیاژ حافظه دار با کد نویسی vumat در نرم افزار آباکوس، اثر تغییرات لحظه ای و غیر یکنواخت بودن مکانی میزان تبدیل فاز آستنیت به مارتنزیت و برعکس در نظر گرفته شده است. همچنین بجای استفاده از تئوری های تقریبی ورق، به منظور استخراج پاسخ های ضربه بر پایه تئوری الاستیسیته سه بعدی از شبیه سازی سه بعدی ضربه در نرم افزار آباکوس استفاده گردیده است. در انتها نیز به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف از جمله اثر کسر حجمی آلیاژ حافظه دار، موقعیت قرارگیری آلیاژ حافظه دار، پیش بار و خارج از مرکز بودن ضربه بر پاسخ ضربه ورق کامپوزتی تقویت شده با آلیاژ حافظه دار پرداخته شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که خاصیت سوپر الاستیسیته آلیاژ حافظه دار باعث می شود که این آلیاژ در حین ضربه با تشکیل حلقه هیسترزیس انرژی زیادی را جذب کند. این امر باعث کاهش انرژی جذب شده توسط ورق کامپوزیتی می گردد و در نتیجه مقاومت به ضربه ورق کامپوزیتی افزایش و آسیب ناشی از ضربه کاهش می یابد.