تحلیل عددی اثر اصطکاک بین الیافی پارچه تک لایه با استحکام بالا تحت نیرو بالستیک به روش اجزای محدود

Abstract

اصطکاک تاثیر چشمگیری در عملکرد بالستیک الیاف آرامید دارد. در این مقاله به بررسی رفتار بالستیکی الیاف آرامید از جنس تارون و دایناما در برابر ضربه سرعت بالای پرتابه استوانه‌ای پرداخته می‌شود. از روش عددی با استفاده از دینامیک صریح نرم‌افزار آباکوس در تحلیل برخورد سرعت بالا استفاده شده است. به کمک روش عددی اثرات اصطکاک بین الیافی بر روی عملکرد بالستیک الیاف آرامید بررسی شده است. بدین منظور اثرات اصطکاک بین الیافی بر روی تغییر شکل عرضی، انرژی جذب شده و شکل‌های جذب انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی نشان می‌دهد افزایش اصطکاک بین الیافی سبب کاهش قابلیت انحراف عرضی و تغییر مد پاسخ الیاف آرامید شده است. با افزایش اصطکاک بین الیافی، نرخ انرژی جذب شده به طور یکنواخت افزایش می‌یابد. این در حالی است که با افزایش اصطکاک بین الیافی، زمان شکست ابتدا کاهش و سپس افزایش یافته است، اما در ادامه دوباره روند کاهشی را طی می کند. افزایش اصطکاک بین الیافی بر شکل‌های جذب انرژی نیز تاثیر می‌گذارد. وقتی اصطکاک نزدیک صفر است، انرژی کرنش ساز و کار غالب پارچه است اما با افزایش اصطکاک بین الیافی، انرژی جنبشی به ساز و کار غالب در پارچه تبدیل می‌شود. یک مقدار مشخص برای اصطکاک بین الیافی وجود دارد که به ازای آن انرژی اتلافی ناشی از اصطکاک به مقدار بیشینه می‌رسد. ضـریب همبستگی بین سرعت باقی‌مانده شبیه‌سازی المان محدود و آزمایش تجربی 9426/0 می‌باشد که نشان‌دهنده ارتباط بسیار نزدیک نتایج تجربی و عددی حاضر است.