شبیه سازی آموزشی سوراخ شدن ورقه FRP تحت ضربه توسط پرتابه دماغه تخت با متلب

چکیده مقاله (ترجمه ماشینی)

یک مطالعه نظری در اینجا در مورد سوراخ شدن ورقه‌های پلاستیکی تقویت‌شده با الیاف که در معرض ضربه پرتابه‌های دماغه تخت در طیف وسیعی از سرعت‌ها قرار می‌گیرند، انجام شده است. تاثیر بالستیک روی ورقه‌های FRP یک مشکل بسیار پیچیده است و به طور کلی می‌توان آن را به دو دسته تقسیم کرد، یعنی تغییر شکل کلی با گسیختگی موضعی و شکست موضعی تحت تسلط موج. ابتدا مدل‌های تحلیلی ساده برای شکست تغییر شکل کلی و همچنین شکست محلی تحت سلطه موج ارائه می‌شوند و یک معیار شکست برشی برای پیش‌بینی سوراخ شدن لایه‌های FRP که در حالت تغییر شکل کلی شکست می‌خورند، استفاده می‌شود. با ترکیب مدل شکست محلی تحت سلطه موج و مفهوم سرعت ضربه بحرانی فون کارمن، شرطی برای انتقال دو حالت شکست فوق الذکر به دست می آید. نشان داده شده است که پیش‌بینی‌های مدل با مشاهدات تجربی موجود از نظر محدودیت‌های بالستیک و شرایط بحرانی برای انتقال حالت‌های شکست مطابقت خوبی دارند.

ورقه های پلاستیکی تقویت شده با الیاف (FRP) به دلیل استحکام و سختی ویژه بالا به طور گسترده در صنایع مختلف مانند هوافضا، دریایی، حمل و نقل و دفاع مورد استفاده قرار گرفته اند [1]. با این حال، ورقه‌های FRP در برابر بارهای عرضی موضعی یا استاتیک یا ضربه‌ای به دلیل چقرمگی شکست کم مواد ماتریس آسیب‌پذیر هستند [2]. در طی چند دهه گذشته، حجم قابل توجهی از کار بر روی تحقیقات تجربی و نظری بر روی پاسخ ضربه عرضی لایه‌های کامپوزیتی ماتریس پلیمری متمرکز شده است تا بینشی در مورد شکست و مکانیسم‌های جذب انرژی آنها به دست آید. لی و سان [3] و سان و پوتی [4] یک مطالعه تجربی و عددی ترکیبی را بر روی پاسخ و سوراخ شدن ورقه های CFRP تحت بارگذاری شبه استاتیک و ضربه ای انجام دادند. پرتابه ها و فرورفتگی های مسطح در آزمایش ها با سرعت ضربه در محدوده 24 تا 91 متر بر ثانیه استفاده شدند. آنها در نظر گرفتند که فرآیند نفوذ از سه مرحله تشکیل شده است: قبل از لایه برداری، پس از لایه برداری قبل از اتصال و پس از وصل کردن. بر اساس این سه مرحله، یک مدل المان محدود برای شبیه‌سازی فرآیند بارگذاری استاتیکی فرموله شد و منحنی بار – جابه‌جایی در تحلیل سوراخ‌های دینامیکی اتخاذ شد. انجام پروژه مکانیک

گریوز [5] مکانیسم‌های شکست در سوراخ‌های بالستیک صفحات ضخیم شیشه‌ای S2/فنولی را توسط فرورفتگی‌های استوانه‌ای بررسی کرد و دریافت که شکست به دو فاز تقسیم می‌شود: فاز I شامل فشرده‌سازی، برش، فرورفتگی و بیرون راندن زباله‌ها. فاز دوم شامل تشکیل مخروطی از لایه لایه، کشش/شکستگی فیبر و خروج پرتابه از سمت دیستال بود. اشاره شد که مکانیسم فرورفتگی فاز I که گفته می‌شود تحت سلطه مقاومت فشاری ضخامت مواد است، بیشتر انرژی ضربه را جذب می‌کند و بنابراین ارزش مطالعه دقیق‌تری را دارد. برای این منظور، تحقیقی در مورد ویژگی‌های نیروی ضربه- فرورفتگی لایه‌ها در سرعت‌های تا 200 متر بر ثانیه توسط رید و همکاران انجام شده است. [6]. زو و همکاران [7،8] آزمایش‌هایی را روی نفوذ لایه‌های Kevlar-29/ پلی استر انجام داد که توسط موشک‌های مخروطی اصابت کرد و یک سری مدل برای مکانیسم‌های مختلف جذب انرژی مانند فرورفتگی نوک پرتابه، برآمدگی سطح پشتی ارائه کرد. ورقه ها، شکست فیبر، لایه لایه شدن و اصطکاک برای برآورد مقاومت هدف در برابر حرکت پرتابه. شیائو و همکاران [9] یک تحقیق تجربی و عددی جامع را در مورد حالت‌های شکست ورقه‌های GFRP تحت برش پانچ شبه استاتیک انجام داد. برای ورقه های نازک FRP، کشش غشاء قبل از برش پانچ موضعی مشاهده شد و مشخص شد که مکانیسم های آسیب غالب لایه لایه شدن و شکستن الیاف به دلیل برش و کشش است. گاما و گیلسپی [10] کار گزارش شده در [9] را با انجام یک شبیه سازی 3 بعدی FE کامل برای بررسی ضربه، تکامل آسیب و نفوذ کامپوزیت های مقطع ضخیم تحت طیف وسیعی از سرعت های ضربه گسترش دادند. مکانیسم‌های دقیق آسیب و نفوذ در طول دو مرحله اصلی نفوذ بالستیک (فشرده‌سازی شوک و نفوذ) ارائه شد. برخی شبیه‌سازی‌های عددی دیگر [11-13] نیز برای مطالعه آسیب و جذب انرژی صفحات کامپوزیت تحت تاثیر پرتابه‌ها انجام شد. انجام پروژه متلب

شبیه سازی آموزشی سوراخ شدن ورقه FRP تحت ضربه توسط پرتابه دماغه تخت با متلب توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده .