بررسی تجربی و عددی پدیده نفوذ پرتابه در پوسته های استوانه ای کامپوزیتی مشبک

در این پایاننامه رفتار بالستیک کامپوزیتهای مشبک استوانهای که امروزه به طور گستردهای در سازههای مهندسی استفاده میشوند، به روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته شد. در بخش تجربی این تحقیق سازه به شیوهی پیچش الیاف به روش جایگذاری دستی ساخته شده است. به منظور تست ضربهای سازه از تفنگگازی بهره گرفته شد و در هر آزمون سرعتهای ورودی و خروجی پرتابه ثبت شده است. نتایج نشان میدهند که وجود ریبهای مجزا، مانع نفوذ آسیب از یک سلول به سلول مجاور میشود و سازه در سرعت نزدیک به حد بالستیک نسبت به سرعت بالاتر رفتاری متفاوت از خود نشان میدهد به این معنا که با نزدیک شدن به ریبها حد بالستیک افزایش مییابد، در حالیکه در سرعت بالاتر از حد بالستیک با نزدیک شدن به محل تقاطع ریبها سرعت خروجی پرتابه افزایش یافته است. جدایش در پوستهی خارجی و تقویتکنندهها، جدایش تقویتکنندهها از پوسته، سرعت خروجی پرتابه، سطح شکست و اثر انحنای پوسته در دو سرعت (سرعت نزدیک به حد بالستیک و سرعت بالاتر از حد بالستیک)، به عنوان نتایج تجربی ارائه و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته شدهاند. در بخش عددی نیز از پیشرفتهترین روش مدل سازی المان محدود کامپوزیتها (آباکوس - اکسپلیسیت)، جهت تعیین رفتار سازههای مشبک استوانهای کامپوزیتی، هنگامی که تحت برخورد قرار میگیرند، استفاده شده است. بدین منظور برای مدلسازی پوسته و تقویتکنندهها از المانهای جامد سهبعدی و جهت تعیین رفتار ماده، از مدل مادی وییومت بر مبنای معیارهای آسیب پاک و هاشین(سهبعدی) استفاده شد. به دلیل عدم وجود معیارهای ذکر شده در نسخههای تجاری نرمافزار و اهمیت در نظر گرفتن چنین آسیبهایی در مدلسازی عددی، معیارهای مذکور با استفاده از کد نویسی در محیط نرمافزار فرترن نوشته شدند و بدین وسیله تحلیل پدیده نفوذ در سازههای کامپوزیتی که با المانهای جامد سهبعدی مدل شدهاند به قابلیت نرمافزار اضافه گردید. نمودارهای تغییرات سرعت و نیروی پرتابه، گستردگی سطح خرابی و مکانیزمهای مختلف شکست به عنوان نتایج گزارش شدهاند. نتایج حاصل از شبیهسازی توافق بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان میدهند.