شبیه سازی اجزا محدود دستگاه تست هاپکینسون نوع فشاری برای بررسی رفتار دینامیکی مواد کامپوزیتی

کامپوزیت ها به دلیل استحکام بالا و وزن کم در انواع مختلفی از سازه ها از جمله توربین ها، موشک ها، اتومبیل ها و موارد دیگر کاربرد دارند و ممکن است تحت بارگذاری دینامیکی قرار گیرند. بنابراین به منظور طراحی مناسب سازه، اطلاع از رفتار مکانیکی مواد کامپوزیتی در بارگذاری های دینامیکی مهم می باشد. دستگاه تست هاپکینسون فشاری ابزاری بسیار مناسب برای مطالعه ی رفتار دینامیکی مواد در نرخ کرنش های بالا می باشد. در این مقاله اصول طراحی دستگاه هاپکینسون فشاری برای نمونه های کامپوزیتی بررسی و به منظور تعیین رفتار دینامیکی اینگونه مواد، این دستگاه در کد تجاری آباکوس شبیه سازی شده است. رفتار نمونه ی کامپوزیتی S-۲ glass/sc۱۵ epoxy در جهت ضخامت توسط دستگاه هاپکینسون فشاری طراحی شده شبیه سازی شده است. برای ایجاد شکل موج حادثه مناسب و برقراری شرط نرخ کرنش ثابت و تعادل تنش دینامیکی، پارامترهای تاثیرگذار از جمله قطر و ضخامت شکل دهنده پالس و طول میله ی ضربه زن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با مقایسه ی امواج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی این نمونه کامپوزیتی، شبیه سازی دستگاه هاپکینسون فشاری صحت سنجی شده است. در نهایت با استفاده از شکل دهنده موج از جنس مس با ابعاد مناسب، موج حادثه مناسب برای نمونه S-۲ glass/sc۱۵ epoxy در دو نرخ کرنش s-۱ ۵۵۰ و s-۱ ۲۲۵۰ ایجاد شده است که شرایط نرخ کرنش ثابت و تعادل دینامیکی در دو نرخ کرنش برقرار شده است.

کلیدواژه ها:

دستگاه تست هاپکینسون فشاری ، رفتار دینامیکی کامپوزیت ، نرخ کرنش بالا ، شکل دهنده پالس ، کامپوزیتS-۲ glass/sc۱۵ epoxy