پيش بيني پاسخ خستگي در كامپوزيت هاي كربن-اپوكسي به كمك روش هاي ترموگرافي

كارشناسي ارشد

از آنجا كه استحكام و سفتي مواد كامپوزيتي تحت بارگذاري¬هاي سيكلي به شدت افت پيدا مي¬كند، خواص خستگي كامپوزيت¬ها اهميت بيشتري پيدا مي¬كند، چون بر ايمني قطعات و سازه تاثير به سزايي دارد. روش¬هاي مرسوم براي بدست آوردن و تخمين زدن خواص نيازمند زمان طولاني و نمونه¬هاي زيادي مي¬باشد. در سال¬هاي اخير فعاليت¬هاي زيادي انجام شده است تا به كمك روشي بتوان در مدت زمان كوتاه¬تري خواص و رفتار خستگي مواد كامپوزيتي را پيش¬بيني نمود. يكي از اين روش¬ها، روش ترموگرافي مي¬باشد كه بر اساس دما و گرماي توليد شده در نمونه به واسطه انجام آزمايش خستگي، رفتار خستگي را پيش¬بيني مي¬كند. به طور كلي اگر بخواهيم گرماي توليد شده در تست خستگي را طبقه¬بندي كنيم، به دو بخش گرماي توليد شده ناشي از سايش داخلي و تغييرات برگشت ناپذير (رشد ترك، جدا شدن لايه¬ها و ...) تقسيم مي¬شود. به اين نكته هم بايد توجه شود كه بيشتر آسيب خستگي ناشي از تغييرات برگشت ناپذير مي¬باشد و سايش داخلي تاثير زيادي بر روي آسيب ندارد. تحقيقات نشان مي¬دهد كه مقدار گرماي توليد شده كلي به واسطه خرابي تقريبا مستقل از سطح تنش اعمالي مي¬باشد. بر اساس اين رفتار، يك روش سريع براي پيش بيني نمودار S-N در يك مدت زمان كوتاه بيان مي¬شود كه با اندازه¬گيري نمودارهاي افزايش دما تحت بارگذاري سيكلي و هدايت يك يا دو قطعه تا شكست نهايي انجام مي¬پذيرد. به واسطه نمودارهاي توسعه دمايي مي¬توان برخي خواص خستگي را مورد بررسي قرار داد. اين خواص مورد بررسي قرار گرفته در اين پژوهش شامل: حد خستگي، عمر خستگي، تخمين گرماي توليد شده به صورت شبيه¬سازي عددي و روابط تئوري، بررسي رابطه نسبت تنش و تغييرات دمايي، تخمين استحكام نمونه مي¬شود. حد خستگي براي نمونه مورد نظر اين پژوهش از دو روش ترموگرافي و اتلاف انرژي مكانيكي تخمين زده شده است.

209365

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا- سازه‌هاي هوايي

فتح اله طاهري بهروز