تحلیل تجربی و عددی ضربه سرعت بالا روی صفحات کامپوزیتی کولار/الاستومر 2لایه

Abstract

در این مقاله قابلیت جذب انرژی کامپوزیت­های کولار/ الاستومر تحت بارگذاری ضربه ای سرعت بالا به روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. الاستومر بدلیل برگشت پذیری و بالا بودن نسبت جذب انرژی به وزن آن به عنوان محافظ بالستیکی درکامپوزیت­ها، آنها را جذاب­تر می­کند. البته تبعیت رفتار مکانیکی کامپوزیت­های الاستومری از تئوری هایپرالاستیسیته مطالعه تحلیلی را پیچیده خواهد کرد. بنابراین، شبیه­سازی عددی به دلیل در نظر­گرفتن مکانیزم­های مختلف و پیچیده شکست، بیشترین سهم در طراحی سازه­های کامپوزیتی را از آن خود کرده اند. در تحقیق حاضر، از پیشرفته­ترین روش مدل­سازی المان محدود کامپوزیت­ها آباکوس/ صریح جهت تعیین رفتار آنها، در طول برخورد ضربه استفاده شده است. بدین منظور، برای مدلسازی لایه­های کامپوزیتی از المان های ورق و جهت تعیین رفتار مدل شکست کامپوزیت الاستومری از مدل مادی مواد شکل پذیر و مدل مادی ویومت بر مبنای یکی از معیارهای آسیب مانند تنش ون­مایزز استفاده شد. به دلیل عدم وجود معیار ذکر شده در نسخه­های تجاری نرم افزار و اهمیت در نظر­گرفتن چنین آسیب­هایی در شبیه سازی عددی برای این کامپوزیت­ها، معیار مذکور با استفاده از کدنویسی در محیط نرم افزار فرترن نوشته شد و به این شکل تحلیل پدیده نفوذ در سازه­ کامپوزیتی به قابلیت نرم افزار اضافه گردید. به منظور اعتبارسنجی مدل از آزمون تجربی بر روی کامپوزیت­ کولار/ الاستومر توسط دستگاه تفنگ­گازی استفاده شد. همچنین، بررسی تغییرشکل و سرعت خروجی پرتابه و انرژی جذب شده به عنوان نتایج گزارش شده­اند. نتایج حاصل از شبیه­سازی توافق بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان می­دهند.