Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Forouzan,Mohammad Mashayekhi
محمدرضا فروزان (استاد راهنما) محمد مشایخی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Arash Hajiahmadi
آرش حاجی احمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
A composite material can be defined as a combination of two separate elements which is not caused chemical reaction. Pultruted composites have better aggregation properties at least in one direction compare to each component. According to the ratio of stiffness to density of these products, they could be appropriate superseded for traditional material e.g. aluminum and steel. Pultruted composite beams are economic and accessible. Despite of appropriate property of pultruted composite beams e.g. tolerance tension and compression, absence of permanent deformation cause damage. Reduction of strength in effect of impact is an important weakness of these materials. Impact with low velocity which usually happens due to the material movement or collision of external object, would be a serious threat for the strength of these material after collision. Therefore, studying the behavior of these materials under collision and suggesting a strategy to lessen the effect of collision is unavoidable. In current research, in order to reduce the effect of collision on these materials, using a suitable energy absorber is suggested. The energy absorber which is used in this research is integrated woven textile named Parabeam ® . Sandwich panels which have a core with soft material is appropriate for absorb the energy, but the dissimilarity of facesheet and core material and the inequality of flexural stiffness is the cause of delamination. The facesheet and core in integrated woven textile sandwich panels beneficially connected and the delamination is eliminated. Comparing the residual strength of solitary beam and beams equipped with Parabeam ® exposed to orthogonal impact is investigated. A 3D finite element model is employed to predict the mechanical behavior of integrated woven textile, and then the obtained property was assigned to a homogenous material which was used on the pultrusion beam as a energy absorber. The property of pultrusion composite beam was assigned as an orthotropic material by using VUMAT subroutine. Finally, the results between experiment and FEM model were compared Keywords: Low velocity impact, Energy absorber, Integrated sandwich panel, Parabeam ® , Finite element analysis, Damage, VUMAT
ماده مرکب از ترکیب حداقل دو جز مجزا تشکیل می شود که با هم واکنشی شیمیایی ایجاد نمی کنند. ماده مرکب تولید شده توسط روش پالتروژن حداقل در یک راستا خواص تجمیعی بهتری از هر یک از اجزای سازنده خود نشان می دهد. این محصولات با توجه به نسبت بالای استحکام به جرم و مقاومت در برابر خوردگی می تواند جایگزین مناسبی برای مواد سنتی پرکاربرد در صنعت و سازه ها مانند فولاد و آلومینیوم باشد. تیرهای ماده مرکب پالترود که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت علاوه بر ویژگی های اشاره‌شده ازلحاظ تولید، اقتصادی و در دسترس هستند. علی‌رغم ویژگی های مثبت این تیرها در تحمل کشش و فشار، عدم وجود تغییر شکل دائمی در این مواد باعث ایجاد و رشد آسیب دائمی در این مواد می شود بنابراین می توان ضعف این تیرها را در کاهش شدید استحکام در برابر ضربه دانست. ضربه با سرعت کم که معمولاً در اثر حرکت خود ماده یا برخورد جسم خارجی با ماده اتفاق می افتد تهدیدی جدی برای استحکام پس از ضربه این مواد خواهد بود؛ بنابراین مطالعه و بررسی رفتار این مواد در اثر ضربه و همچنین یافتن رهیافتی جهت کاهش اثر ضربه بر این مواد امری اجتناب‌ناپذیر است. در تحقیق حاضر جهت کاهش اثر ضربه بر این مواد استفاده از جاذبی مناسب در محل ضربه پیشنهاد شده است. این جاذب با توجه به بررسی های انجام‌شده برای این پژوهش پنل ساندویچی یکپارچه بافته‌شده با نام تجاری پارابیم است. پنل های ساندویچی با توجه به داشتن هسته های نرم گزینه های مناسبی برای جذب انرژی هستند، اما یکسان نبودن استحکام خمشی دو ماده با جنس های متفاوت باعث جدایی صفحه از هسته پنل های ساندویچی می شود. پنل های یکپارچه بافته‌شده دارای این مزیت هستند که هسته از صفحات رویی جدا نمی شود. بعد از اعمال ضربه بر تیری بدون جاذب و بررسی کاهش استحکام خمشی حاصل از ضربه عرضی، پارابیم به‌عنوان جاذب در محل ضربه بر روی تیر چسبانده می شود تا اثر آن بر کاهش اثر ضربه موردمطالعه قرار گیرد. مدل سازی مسئله توسط نرم‌افزار آباکوس با استفاده از حل گر صریح انجام شده است. جهت مدل سازی ابتدا یک المان حجمی از پارابیم توسط شرایط مرزی مناسب برای استخراج خواص فشاری در راستای ضخامت مدل شد. سپس این خواص با خواص حاصل از آزمایش مقایسه شد و سپس به‌صورت یک ماده همگن با خواصی مشخص به‌عنوان جاذب بر روی تیر مدل شد. جهت مدل سازی تیر خواص اورتوتروپیک ماده مرکب توسط زیربرنامه vumat به آن داده شد. برای پیش بینی شروع آسیب از معیار ماکزیمم کرنش و هو استفاده شد و رشد آسیب توسط مدل کاهش خواص تدریجی مدل شد. پاسخ نمونه‌های ساخته‌شده در نرم افزار آباکوس با آزمایش های مشابه صحت‌سنجی شد. کلمات کلیدی: ضربه کم‌سرعت عرضی، جاذب انرژی، پنل ساندویچی یکپارچه، پارابیم، المان محدود، آسیب، VUMAT

ارتقاء امنیت وب با وف بومی