خلاصه خبر: بررسی تحلیلی عددی و تجربی نفوذ پرتابه با سرعت بالا در FML های حاوی لایه های الاستومری

• عنوان: بررسی تحلیلی عددی و تجربی نفوذ پرتابه با سرعت بالا در FML های حاوی لایه های الاستومری
• ارائه‌کننده: آقای علیرضا طاهر زاده
• استاد راهنما: دکتر غلامحسین لیاقت
• استاد ناظر داخلی اول: دکتر غلامحسین رحیمی شعرباف
• استاد ناظر خارجی اول: دکتر محمدرضا خلیلی
• استاد مشاور اول: دکتر حامد احمدی
• استاد مشاور دوم: دکتر احمدرضا بهرامیان
• نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر غلامحسین رحیمی شعرباف
• مکان: سمینار 1-
• تاریخ: 98/10/28
• ساعت: 15:00

چکیده:هدف پژوهش حاضر، بررسی تاثیر وجود یک لایهی الاستومری در پانلهای کامپوزیتی چندلایه الیافی-فلزی بر مقاومت بالستیکی آنها میباشد. برای این منظور، لاستیک طبیعی به عنوان لایه الاستومری و نیز کامپوزیت شیشه/اپوکسی در بین دو لایه از آلومینیوم با گرید 6T-6061 قرارگرفته و پس از مطالعه چسبندگی بین لایهای چندلایه حاصل، آزمون نفوذ سرعت بالا با پرتابه های سرکروی به قطر 10 میلیمتر و در سرعتهای مختلف انجام گرفت. سرعت خروجی پرتابه توسط یک دوربین سرعت بالا و با استفاده از روش توسعه داده شدهی سایه نگاری اندازه گیری شد. به منظور مقایسه رفتار چندلایه در نرخ بارگذاری متفاوت، آزمون نفوذ شبه استاتیکی نیز بر روی نمونه ها صورت پذیرفت. نتایج نشان دادند که قرارگیری لایه الاستومر در نزدیکی وجه جلویی عملکرد بالستیکی بهتر چندلایه را به دنبال خواهد داشت که به دلیل پخش بار ضربه توسط لایه الاستومری است؛ بعلاوه با افزایش سرعت برخورد، عملکرد الاستومر در کنترل سرعت گلوله بهبود پیدا کرده که این پدیده به علت حرکت نقطه شروع آسیب الاستومر از منطقه نزدیک به نوک پرتابه به محیط ناحیه تحت کشش میباشد. در مقابل، نشان داده شد که کاربرد لایه الاستومر در اینگونه ساختار تحت بار شبه استاتیک سودمند نبوده چراکه تاثیری منفی بر جذب انرژی ویژه چندلایه حاصل خواهد گذاشت. مدلسازی عددی فرایند نفوذ سرعت بالا بهکمک نرم افزار المان محدود غیر خطی LS-DYNA انجام گرفت. یک مطالعه پارامتریک با هدف بررسی تاثیر ضخامت الاستومر بر بازدهی جذب انرژی (EAE) – که به صورت انرژی جذب شده به ازای واحد انرژی اولیه پرتابه و دانسیته سطحی هدف تعریف میشود – صورت پذیرفت. طبق نتایج حاصل شده، در ضخامت ثابت، اضافه شدن یک لایه الاستومر به کامپوزیت فلزی-الیافی مؤثرتر از افزایش ضخامت لایه کامپوزیتی از جهت بهبود EAE و نیز کاهش دانسیته سطحی است. بعلاوه اینکه نشان داده شد کاربرد یک شبکه تارعنکبوتی از جنس الاستومر در نزدیکی وجه جلویی میتواند از دیدگاه بالستیکی بسیار سودمند باشد. تغییر آرایش لایههای مختلف موجود در چندلایه نشان داد که استفاده از پانل با هسته آلومینیومی و پوسته های کامپوزیتی به همراه یک لایه الاستومری در نزدیکی وجه پشتی با بیشترین بازدهی جذب انرژی همراه خواهد بود. در نهایت، یک مدل تحلیلی بر اساس اصل پایستگی انرژی توسعه داده شده و نتایج حاصل از آن با مقادیر حاصل از آزمایشهای تجربی و نیز مدلسازی عددی صحت سنجی گردید.
کلمات کلیدی: کامپوزیت چندلایه الیافی-فلزی؛ الاستومر؛ مقاومت بالستیکی؛ شبیه سازی عددی؛ ال اس داینا؛ مدلسازی تحلیلی