تعيين تنشهاي پسماند در كامپوزيتهاي پليمري لايهاي به روش شيارزني

كارشناسي ارشد

چكيده علت اصلي ايجاد تنشهاي پسماند در كامپوزيتهاي پليمري لايه اي انقباض و انبساط متفاوت لايههاي مجاور يك چندلايهاي در حين سرد شدن از دماي پخت به دماي محيط ميباشد. با توجه به اثرات مخربي كه اين نوع تنشها بر عملكرد سازههاي كامپوزيتي دارند، تعيين مقدار و توزيع آنها ضروري است. هدف اين پروژه تعيين تنشهاي پسماند ناشي از عمليات پخت در كامپوزيت - هاي پليمري با روش شيارزني است . ابتدا توضيح جامعي در مورد تئوري روش شيارزني و رويكردهاي مختلف تخمين تنش در اين روش ارائه شده و سوابق تحقيقات انجام شده در اين زمينه مورد بررسي قرار گرفته است. براي محاسبه ضرايب نرمي چندلايههاي كامپوزيتي استفاده از روش المان محدود اجتناب ناپذير است. براي اين منظور، مدل المان محدود بهينهاي ارائه شده كه تاثير پارامترهاي مختلف را در نظر ميگيرد. با استفاده از مدل پيشنهادي ضرايب نرمي براي دو نمونه چندلايه كربن - اپوكسي و شيشه-اپوكسي تعيين شده است. يكي از فرضيات اساسي روش شيارزني عدم تاثير تنشهاي پسماند برشي بر كرنشهاي ثبت شده توسط كرنشسنج است. در اين تحقيق با در نظر گرفتن توزيع تنشهاي فرضي براي مولفه هاي مختلف تنش پسماند و مقايسه كرنشهاي حاصل، نشان داده شده كه اثر تنش هاي ب رشي بر كرنشسنجهاي پشتي (كه در سطح پشتي و درست روبروي شيار نصب ميشوند) ناچيز است، اما اثر آن روي كرنشسنجهاي بالايي (كه در سطح بالايي و در نزديكي لبه شيار نصب ميشوند) كاملاً قابل توجه است. در نهايت روش جديدي براي تفكيك كرنشهاي ناشي از تنشهاي پسماند برشي و عمودي از يكديگر ارائه شده است. در آخرين بخش اين تحقيق، با ساخت نمونههاي مختلف آزمايشي و ثبت كرنشها ي رها شده در گامهاي متوالي شيارزني، تنشهاي پسماند در هر لايه از چندلايههاي كامپوزيتي با استفاده از روش- هاي بارهاي نواري و چندجملهايهاي تكهاي محاسبه شدهاند. مقايسه نتايج بيانگر اعتبار دو روش توسعه داده شده در اين تحقيق است. واژه هاي كليدي: تنش پسماند، كامپوزيتهاي پليمري، روش شيارزني، روش المان محدود.

180709

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك - طراحي كاربردي

دكتر محمود مهرداد شكريه