مطالعه و بررسی تجربی و عددی اثرات تغییر شکل هندسی و چیدمان لایه ای در ورق کامپوزیتی تحت نفوذ پرتابه با سرعت پایین

سازه های کامپوزیتی در حوزه سازه های پیشرفته و نوین در طراحی مهندسی می باشند و به دلیل ویژگی هایی چون نسبت استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی، امکان ساخت قطعات با اشکال پیچیده، تنوع مواد و روش های ساخت، امکان ترکیب خواص بهینه و وزن کم را دارند، از نظر بررسی و طراحی و ساخت برای قطعات تحت بارگذاری دینامیکی وضربه ای ضرورت پیدا می کنند. در این راستا به صورت تجربی وعددی به کمک نرم افزارls-dyna، تغییر شکل سه بعدی گذرای، ورق کامپوزیتی با 10 لایه شیشه-اپوکسی در اشکال مربعی، مثلث متساوی الضلاع، دایره ای و شش ضلعی در لایه چینی های ، نوع a، ، نوع b ، ، نوع c و ، نوع d ، تحت برخورد پرتابه کروی فولادی به قطر 7/8 میلی متر و وزن 71/2 گرم با سرعت 280 متربرثانیه قرارگرفتند. دراین بررسی ها ورق های کامپوزیتی با اشکال هندسی ولایه چینی های متفاوت دارای وزن ومساحت یکسانی می باشند و هدف ها توسط مهارکننده ها، بر مبنای فشار دو صفحه فولادی سازگار با شکل هندسی هدف بر روی ورق کامپوزیتی، مهار ونگهداری شدند. در طی آزمایش تجربی دیده شده که بیشترین میزان جذب انرژی مربوط به شکل مربعی از نوع a می باشد، که8/99 درصد( بین 90 تا 100 درصد) جذب انرژی داشته است. کمترین میزان جذب انرژی مربوط به شکل مثلثی نوع d می باشد، که 4/58 درصد(بین 50-60 درصد) جذب انرژی داشته است. در بین شکل های مربعی بیشترین جذب انرژی مربوط به نوع a و کمترین مربوط به نوع b می باشد.در بین شکل های شش ضلعی بیشترین جذب انرژی مربوط به نوع a,b و کمترین مربوط به نوع c می باشد. در بین شکل های دایره ای بیشترین جذب انرژی مربوط به نوع d و کمترین مربوط به نوع b می باشد.در بین شکل های مثلثی بیشترین جذب انرژی مربوط به نوع c و کمترین مربوط به نوع d می باشد. در بین لایه چینی های نوع a بیشترین جذب انرژی مربوط به شکل مربعی وکمترین مربوط به شکل دایره ای است.در بین لایه چینی های نوع b بیشترین جذب انرژی مربوط به شکل مثلثی وکمترین مربوط به شکل دایره ای است. در بین لایه چینی های نوع c بیشترین جذب انرژی مربوط به شکل مربعی وکمترین مربوط به شکل شش ضلعی است. در بین لایه چینی های نوع d بیشترین جذب انرژی مربوط به شکل مربعی وکمترین مربوط به شکل مثلثی است. همچنین در بررسی بیشترین میزان خرابی، کمترین مساحت خرابی کلی مربوط به شکل مربع نوع c می باشد. بیشترین مساحت خرابی کلی مربوط به شکل دایره نوع d می باشد. در بررسی به کمک ls-dynaدر مقایسه با نتایج تجربی دیده شد که،. میزان خطا در اکثریت نتایج بسیار کم می باشد. در نهایت می توان اثر شکل هندسی را بر مبنای محیط شکل هندسی و طول الیاف ها در هر شکل هندسی در میزان کرنش موثر دانست. از طرفی حضور چند لایه با جهت گیری یکسان( نوع a,b) تاثیرات شکل هندسی را بر روی نرخ کرنش کاهش می دهد، ومیزان تخریب نیز کاهش پیدا می کند ، که در نقطه مقابل حضور لایه های با جهت گیری های متفاوت (نوع c ،d ) تاثیرات شکل هندسی را بر روی کرنش افزایش می دهد، و میزان لایه لایه شدگی را نیز افزایش می دهد.بیشترین مساحت تخریب شده ورودی وخروجی مربوط به لایه چینیd می باشد که علت این امر در اختلاف72 درجه ای هر لایه نسبت به لایه دیگر وایجاد یک سطح گسترده لایه لایه شدگی می باشد، که اشکال هندسی مربعی ودایره ای با تاثیرات لبه ای خود که ناشی از محیط پیرامون خود می باشند به این امر دامن بیشتری می زنند. وجود تنوع در مساحت خرابی ورودی، خروجی ومیانی، ومیزان سرعت خروجی پرتابه، نشان دهنده اثر متقابل شکل هندسی ولایه چینی بر روی سازه می باشد