شبیه سازی ضربه بر ورق کامپوزیتی
شَبیه سازی ضربه سرعت پایین و سرعت بالا بر سازه های ساخته شده از کامپوزیت پدیده ای است که مهندسان صنایع مختلف مثل هوافضا، دریا و خودرو باید بیشتر بر آن تمرکز نمایند. در این پروژه ضربه وارد بر سازه کامپوزیتی چند لایه (Laminate) به کمک نرم افزار های Abaqus و LS-Dyna مورد مطالعه قرار گرفت.
به منظور شَبیه سازی آسیب در کامپوزیت، مدل ماده کامپوزیتی به همراه معیار تخریب و قانون رشد آن بکار گرفته شد. این مدل، قابلیت رشد آسیب به صورت تدریجی را داراست. بسیاری از مشکلات مربوط به شبیه سازی های عددی از قبیل ناپایداری و وابستگی نتایج به اندازه المان سعی شده در این مدل تا حد امکان کاهش یابد.
مقاومت کامپوزیت در برابر ضربه
با مقایسه چند ورق مختلف این نتیجه حاصل آمد که ورق های کامپوزیتی مقاومت خوبی در ضربات وارده از خود نشان می دهند. در شبیه سازی ضربه سرعت پایین به منظور تحلیل بهتر مود های مختلف آسیب قابل مشاهده می باشد. این مود ها شامل: ترک ماتریس، شکست الیاف و تورق می باشد. برای شبیه سازی تورق یا همان لایه لایه شدن (Delamination) از مدل منطقه چسب (Cohesive Zone Model) بدلیل برتری های آن نسبت به روش های دیگر همانند روش VCCT که در نرم افزار آباکوس وجود دارد استفاده شد.
مقاومت کامپوزیت در برابر ضربه
دستاوردهای پروژه شبیه سازی ضربه سرعت پایین
- تولید سابروتین های V/UMAT و V/USDFLD برای پیش بینی خرابی در ورق کامپوزیتی توسط معیارهای خرابی هاشین (Hashin)، پاک (Puck) و ماکزیمم تنش در نرم افزار اباکوس
- شبیه سازی و پیش بینی تورق توسط روش های مختلف Tie_break ، Cohesive تماسی و المانی
- تعیین بهترین مدل های مواد پیش بینی رفتار کامپوزیت ها در نرم افزار LS-Dyna
- آشنایی با روش های پیشرفته مدل سازی مواد کامپوزیتی
- آشنایی با روش های مختلف مدل سازی کامپوزیت های لایه ای (Laminate) ، سوزنی (Randomly chopped fiber) ، رشته پیچی (Filament winding) ، پارچه ها (Woven) در نرم افزار های اباکوس و ال اس داینا
- آشنایی با روش های تزریق پلاستیک کامپوزیت های سوزنی
- آشنایی با روش های مختلف پیش بینی آسیب و خرابی و تفاوت و برتری های هر یک در نرم افزارهای Abaqus و LS-Dyna
- تحلیل یک استراکچر کامپوزیتی در اسکیل واقعی و اعتبارسنجی بین نظیر آن با تست های مجازی
- آشنایی و کاربرد جدیدترین مدل پیش بینی خرابی در مواد کامپوزیتی به نام LaRC05 که توسط آزمایشگاه لانگلی ناسا تولید شده است و استفاده از آن در نرم افزارهای آباکوس و ال اس داینا
- کدنویسی پیشرفته و بهینه خرابی مواد کامپوزیتی با دقت و سرعت محاسباتی بالا
- شبیه سازی و پیش بینی خستگی کم چرخه و پرچرخه ی برخی کامپوزیت های خاص به کمک سابروتین نویسی و استفاده از پلاگین های تخصصی