تـیزوپماک -...

10
جلد4 ، شواره4 ، آذر56 ، ص ص354 - 363 ید: ومایستفادت زیر از عبار ایه مقال ارجاع ب برای اPlease cite this article using: Arjangpay, A. Darvizeh, A. Yarmohammad Tooski, M. and Ansari, R., Modeling damage evolution of composite laminates under low velocity off-center impact, In Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. 3, No. 3, pp. 243-252, 2016. ی پصوهشی نشریه علوم و فناوری علو کامپوزیـتhttp://jstc.iust.ac.ir مدلتیزیامل آسیب يرق کامپ سازی تکحت ضرب تج از مرکسعت خار ی کم سر ارشوگ آزاد پی1 فضل دريیسال ، اب2 * سکیحمد ت یار مدی ، م3 وصاری ا ، رضا4 1 - ،ی بكیه، زاىب سؾی ،ی زوتطیكد زا ضقت2 - ، ضقتی بكیه، زاىب سؾی ، اؾتبز3 - طاة، ت خطااحس ت ی آظاز اؾبكیه، زاىب سؾی ، اؾتبزیبض4 - ، ضقتی بكیه، زاىب سؾی ،كیبض زا* قس ضقت، ن پؿتی4199613776 ، [email protected] عات مقال اط زضیبفت: 6 / 12 / 94 پصیطـ:2 / 2 / 95 کلی د ياشگ ان: ؾطػت و يطثس آؾیت پیف ضض ق بیتیظیپ وب افتب يطثب زؾت چکید ؾطػت ػطيی و زض وبض حبيط، يطثىب یطوع ض ذبضج اظوؿی ث/اپ قیكتیظیپضق وب ف اظرت بی ػسزی تدطثیضت ن ثطضؾیی بیفز. آظ قضت ن افتبظ ب زؾتؾ ت ؾطػت وبی يطث ی زض ؾبذت پصیطزـ تعضیكتی اظ ضظیپبی وب ثی اؾتفبزه ذ وز. زض قجی ق قسؼ/ نطیح اؾتفبزز آثبوحس ب افعاض اط ، اظحت يطثی تظیتپضق وب ؾبظی ضفتبض وس اظ ظیط ثب اؾتفبز آؾیتؿیی ی دبت ا یی ب ثطیطز. ث ث نیفض تظ ی ط آؾیت زض ؾس تی، زظیپضق وب ای ثس آؾیت پیكط ثؼسیی ثبی یضت ذ نی طفت وبضی ع آؾیت زضی قط پیف ثی ثطای ز قؼیبض ب، اظ ؾبقی رطیت تی ثؼسی اؾتفبزس ط ز ز. زض ق آؾیت ثی، پیكط قس اضایطغیاثؼی اظ ا تضت نبی قىؿت ثطایكره ؼطفی ، يب ای طفت ظط س زضبی خب یط ز. تبضیرچ ق- طغیح ابؾی زض ؾی تیط حستطی ثب ب ظ يطثی ؾ ض فرت یی اضای ػسزی ح تدطثیتبی ثیمبیؿ ضق، ثطای یت ضتفب هبترت ثبىب ح، ثب لیتبی ای ثط ثطضؾیس. ػ ق بؼ قىی تدطثیساتكب ػسزیی قس آؾیت پیف ثیساظ اـی ض وبضای سیز ؾ ثا تصاقت. نح قس اضایبی Modeling damage evolution of composite laminates under low velocity off- center impact Azadeh Arjangpay 1 , Abolfazl Darvizeh 1* , Mehdi Yarmohammad Tooski 2 , Reza Ansari 1 1- Department of Mechanical Engineering, Guilan University, Rasht, Iran 2- Department of Mechanical Engineering, IAU, South Tehran branch, Tehran, Iran * P.O.B. 4199613776, Rasht, Iran, [email protected] Keywords Low velocity impact Progressive damage Composite laminates Dropped weight equipment Abstract In the current study, low velocity off-center impacts of glass/epoxy laminates considering different impact locations are investigated experimentally and numerically. Low velocity impact tests are performed using an instrumented drop-weight machine and the composite specimens are formed through the use of the vacuum infusion process. To simulate low velocity impact properties of the composite, the finite element software ABAQUS/Explicit is employed. The damage model is implemented in the FE code by a user-defined material subroutine (VUMAT). In order to effectively describe the progressively intralaminar damage for composite laminates, two three-dimensional progressive damage models are presented exponentially and linearly and for predicting damage initiation of composite plates, 3D Hashin’s failure criterion is chosen. Both damage models are established as functions of energy dissipated by damage in addition to introducing the characteristic length for each three dimensional solid element. The contact force-time histories and peak loads are obtained to compare the numerical and the experimental results at several impact energy levels and three different impact locations of the composite plates. In addition to these achievements, the comparison of the numerically predicted damage pattern and damage size and those observed experimentally can verify the efficiency of the present models. 1 - مقدم زض ؾبظیتپ اظ وب اذیط اؾتفبزبی ب ث یبیی قی ىیعیال فی ذی زؼبزق ا فطییس، ضقس چكعی زاضبی فیبغ آ عات فؿجت ث ای و اؾت. ؾبظ زاقت ؾفتی ث ظ ث اؾتحىبؿجت زاضایتیظیپبی وب ی ة ثؿیبض ذی ذؿت یضزال ذ، ذ ثبظ بػثعایب ث ای س ثبقظیتپ وب و قسطی ثیاز پ سب پیكطفتتیظیپاز وب نبره ،ب بسیت و تمب ی ل ثؿیبض ؾجه تطبفی وی ی ابیغس، زض نؿت تط بضظـ، ؾبذت ،ی، زضیبیؾبظیزضب، ذاف ف اظ خرت غیط

Upload: others

Post on 04-Jul-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

363 -354ص ، ص56آذر ، 4، شواره 4جلد

:Please cite this article using برای ارجاع ب ایه مقال از عبارت زیر استفاد ومایید:

Arjangpay, A. Darvizeh, A. Yarmohammad Tooski, M. and Ansari, R., “Modeling damage evolution of composite laminates under low velocity off-center impact”, In

Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. 3, No. 3, pp. 243-252, 2016.

نشریه علوی پصوهشی

کامپوزیـت علوم و فناوریhttp://jstc.iust.ac.ir

ی کم سرعت خارج از مرکس تحت ضرب سازی تکامل آسیب يرق کامپزیتی مدل

4، رضا اوصاری3، مدی یار محمد تسکی*2، ابالفضل دريیس1پی آزاد ارشوگ

ضقتزاكدی زوتطی، سؾی ىبیه، زاكب یال، -1

اؾتبز، سؾی ىبیه، زاكب یال، ضقت -2

اؾتبزیبض، سؾی ىبیه، زاكب آظاز اؾالی احس تطا خة، تطا -3

زاكیبض، سؾی ىبیه، زاكب یال، ضقت -4

[email protected] ، 4199613776پؿتی ضقت، نسق *

اطالعات مقال 6/12/94: زضیبفت

2/2/95پصیطـ:

:انياشگ دکلی

يطث و ؾطػت

آؾیت پیف ضس

وبپظیتی بی قض

زؾتب يطث افتب

چکید

نضت تدطثی ػسزی بی رتف اظ ضق وبپظیتی قیك/اپوؿی ث ذبضج اظ طوع ضی ىب زض وبض حبيط، يطث و ؾطػت ػطيی

بی وبپظیتی اظ ضـ تعضیك پصیطز زض ؾبذت ی بی يطث و ؾطػت تؾ زؾتب ظ افتب نضت قز. آظبیف ی ثطضؾی

ؾبظی ضفتبض ضق وبپظیتی تحت يطث، اظ ط افعاض اب حسز آثبوؼ/ نطیح اؾتفبز قس قز. زض قجی وه ذال اؾتفبز ی ث

ای ضق وبپظیتی، ز س ؾ ط آؾیت زض الیظض تنیف ث یطز. ث ثطب ی ی ت ادب ی یؿی آؾیت ثب اؾتفبز اظ ظیط وس

ترطیت بقی ؾ ب، اظ ؼیبض قز ثطای پیف ثیی قطع آؾیت زض الی وبض طفت ی نضت ذی بیی ث ثؼسی آؾیت پیكطس ث

، ي ؼطفی كره ثطای بی قىؿت نضت تاثؼی اظ اطغی اضای قس، پیكطی آؾیت ث قز. زض ط ز س ثؼسی اؾتفبز ی

ی رتف ضی ؾ يطث ظب ثبالتطی حس یطی تبؾی زض ؾح اطغی -قز. تبضیرچ یط بی خبس زض ظط طفت ی اب

بؼ قى قس. ػال ثط ثطضؾی ای تبیح، ثب لی ىب ثب رتهبت تفبت ضی ضق، ثطای مبیؿ ثی تبیح تدطثی ػسزی اضای ی

بی اضای قس نح صاقت. تا ث ؾزسی وبضایی ضـ اساظ آؾیت پیف ثیی قس ػسزی كبسات تدطثی ی

Modeling damage evolution of composite laminates under low velocity off-center impact

Azadeh Arjangpay1, Abolfazl Darvizeh1*, Mehdi Yarmohammad Tooski2, Reza Ansari1

1- Department of Mechanical Engineering, Guilan University, Rasht, Iran 2- Department of Mechanical Engineering, IAU, South Tehran branch, Tehran, Iran * P.O.B. 4199613776, Rasht, Iran, [email protected] Keywords

Low velocity impact

Progressive damage

Composite laminates

Dropped weight equipment

Abstract

In the current study, low velocity off-center impacts of glass/epoxy laminates considering different impact locations are investigated experimentally and numerically. Low velocity impact tests are performed using an instrumented drop-weight machine and the composite specimens are formed through the use of the vacuum infusion process. To simulate low velocity impact properties of the composite, the finite element software ABAQUS/Explicit is employed. The damage model is implemented in the FE code by a user-defined material subroutine (VUMAT). In order to effectively describe the progressively intralaminar damage for composite laminates, two three-dimensional progressive damage models are presented exponentially and linearly and for predicting damage initiation of composite plates, 3D Hashin’s failure criterion is chosen. Both damage models are established as functions of energy dissipated by damage in addition to introducing the characteristic length for each three dimensional solid element. The contact force-time histories and peak loads are obtained to compare the numerical and the experimental results at several impact energy levels and three different impact locations of the composite plates. In addition to these achievements, the comparison of the numerically predicted damage pattern and damage size and those observed experimentally can verify the efficiency of the present models.

مقدم -1

زی ذال فیعیىی قییبیی ب ثبی اذیط اؾتفبز اظ وبپظیت زض ؾب

ای و ؿجت ث فعات آیبغبی فعی زاضس، ضقس چكیطی فق اؼبز

بی وبپظیتی زاضای ؿجت اؾتحىب ث ظ ؾفتی ث زاقت اؾت. ؾبظ

ثبقس ای عایب ثبػث ظ ثبال، ذال ذضزی ذؿتی ثؿیبض ذة ی

ب ب، رهنب از وبپظیتی پیكطفت بس از پیطی ث قس و وبپظیت

تط ؿتس، زض نبیغ ی ایبفی و ثؿیبض ؾجه تط لیب تمیت وس

غیط رتف اظ خ افب، ذزضؾبظی، زضیبیی، ضظـ، ؾبذتب

Page 2: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه ورق کاهپوزیتیسازی تکاهل آسیب هدل

422

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

بی بی انی طاحی زض ؾبظای پیسا وس. یىی اظ طای خبیب یػ

اس و زضیبفتثبقس. حممب یای وبپظیتی، آؾیت بقی اظ ثبضصاضی يطث

ی ب چ ب تاس دط ث آؾیتيطث و ؾطػت ػطيی ی

ثب ب آتطوبی بتطیؽ، الی الی قس ترطیت ایبف قز، و ثؼب ضیت

تاس ثبػث وبف چكیطی چك غیط ؿح كى اؾت، زض حبیى ی

ؾیت تؾؼ آ [. ثبثطای پیف ثیی آ1] زض اؾتحىب ؾفتی از قس

ب ثؿیبض حبئع ایت اؾت.زض وبپظیت

ی فیعیىی، قجی ؾبظی ػسزی ب ثب زض ظط طفت عی ظب آظبیف

ثیی تؾ ط افعاض اب حسز ثطای تنیف زلیك يطث پیف

بی آؾیت، زض ست ظب ؿجتب وتب، زض ذض تخ ثؿیبض ظیبزی ىبیؿ

بی تاس ثط اؾبؼ سثبثطای ضفتبض پیچیس از وبپظیتی یثبقس. ی

[. ثطای پیف ثیی تىب 2ػسزی قجی ؾبظی قس ] نضت ثؾبذتبضی

بی تسضیدی آؾیت زض از وبپظیت تحت يطث ؾطػت پبیی، ثطضؾی

[ 3ای نضت طفت ثؼی سبی تحیی اضائ قس اؾت. ت ]ؿتطز

ؾیت پیكطس ثط اؾبؼ اب پؾت پیكبز زاز، و سف لبزض یه س آ

ای یؿت. ثب افعایف لسضت حبؾجبت، حممب ث تنیف اثطات ثی الی

ی خبس ؾ ثؼسی وطزس تب زلت ح ؿبئ ضا ب قطع ث اؾتفبز اظ اب

ط ثجز ثركس. ثؼس اظ یبفت تظیغ تف زض ؾبظ، یبظ اؾت يؼیت آؾیت ث

جك ؼیبضبی ترطیت ثطضؾی قس ذال از ثبیس ثط اؾبؼ فطپبقی

زض بؼبتی و ضی [4تنیف طزس. زض ای ذهل چ ] ایدبز قس

زاز، فطو وطز و وبپظیت طافیت/اپوؿی ادبای زض مبت الی

یبثس، یؼی لتی فم یىجبض ث نفط وبف ی ی االؾتیه ازب ثبثت

ی تح ثبض راس ثز. و ب زیط لبزض ث ازاافتس، الیقىؿت اتفبق ی

قس زض تبلى ثز. تدطثی كبس ی نضت ثاجت ای فطيی ثب آچ

[ س چ ضا ؿتطـ زازس زض تحی مبت وككی 5وبب زیال ]

ؾتیه ث خبی نفط بی االوبپظیت وطث/اپوؿی، پیكبز زازس و ثبثت

ضا 1یبثس. ای فطيی تنیف ثتطی اظ ترطیت ازث یه ػسز ثبثت تع ی

زاز، ط چس ثطای تؼیی يطایت خز زض سكب، ث آظبیكبت اضائ ی

بی االؾتیه دط ث ایدبز ظیبزی یبظ ثز. اظ طفی، وبف ببی ثبثت

قز. ثطای ح ای ػسزی یبتطیؽ ؾفتی فطز زض یه قجی ؾبظی

ؿبئ، ثؼی حممب تىب تسضیدی آؾیت ضا زض یه تبثغ پیؾت ثط اؾبؼ

ی بز ىبیه آؾیت پیؾت اضائ زاز، زض بیت بتطیؽ ؾفتی تع یبفت

[ اضائ 6وس. ىبیه آؾیت پیؾت زض ان تؾ وبچب ]ضا تنیف ی

[ تؾؼ ثیكتطی پیسا وطز، و زض ؾببی 7قس تؾ تك چجچ ]

بی وبپظیتی الیای زض سؿبظی آؾیت يطث زض چساذیط ث ض فعایس

[ یه س ىبیه 8] ضز اؾتفبز لطاض طفت اؾت. اؾی ىبضا

2زایب.افعاض اب حسز ا.اؼی طی ز ثؼسی زض ثؿتآؾیت پیؾت

بی ایبف زض الی ترطیتبی ظی ی پیف ثیی تطنتؾؼ زازس ثطا

بی وطف ثبال ث وبض ثؿتس. ای س ثؼسب ث یه وبپظیت تحت طخ

فط ثسی ؾ ثؼسی ثجز یبفت تؾؼ پیسا وطز. چبچ زبز

[ س قىؿتی ؾ ثؼسی ضا اضائ زازس و ي زاقت لبثیت 9] ىبضا

خساب، غیط ذی ثز ثطقی ترطیتبی اطغی تبظط ثب ز وتط اتالف

طفت. ی آؾیت ثطقی ضا یع زض ثط

ضا ترطیتبی آؾیت پیكطس، اؾتفبز اظ ؼیبضبی تا فت سی

وس، تب ث تطتیت قطع آؾیت بی ترطیت از ازغب ییطی ضـثب ثىبض

1. Material degradation 2. LS-DYNA

غ یت از ضا قجی ؾبظی وس. غ وبف ذال االؾتیه ث زی ترط

ی و ؾطػت بی وبپظیت تحت يطثی ضفتبض ضق[ ث ظض بؼ10]

[ اضائ زازس. اظ آدبیی 11] 3وطف ثط اؾبؼ ؼیبض بقی ترطیتیه ؼیبض

، اطغی قىؿت تف قس كره ضا زض ب آو لب تىب آؾیت

تط اظ ی تضق یبفت، اسوی ثعضيزض بحی ب آثیی طفت، پیفثط ی

[ یه س آؾیت غیط 12كبسات تدطثی ثز. الپعیه ضتس ]

از تمیت قس ایبفی ؼطفی ترطیتایعتطپیه ز ثؼسی ثطای پیف ثیی

ثیی قطع آؾیت اظ ؼیبض بقی، ثب تؼطیف ؾح ثطای پیف ب آوطزس.

، اؾتفبز وطزس تىب آؾیت ضا ثط اؾبؼ اطغی آؾیت زض فبی تف ثط

سؿبظی اخطای زض ب آقىؿت آظاز قس بقی اظ آؾیت زض ظط طفتس.

، ثطای4تطن ثبس حكب، اظ س ضا زض ف ث اثؿتی وبف ػسزی ثطای

وطزس. تطاثی اؾتفبز یؿىظ تظی طح طایی، اظ یه كىالت وبف

[ اظ ؼیبض قىؿت بقی ث ظض سؿبظی ترطیت 13ىبضا ]ظاز

ی پیطی ثب ایبف قیك، تحت ثبضوككی ب پیف ضس زض وبپظیت

اؾتبتیىی زض زبی پبیی اؾتفبز وطزس.

[ ؼیبض بقی ضا ثطای تكریم قى ز 14حؿی فطز فیی ]

قیك/اپوؿی ث قىؿت ػال ثط تؼیی ػط ذؿتی نفحبت وبپظیتی

بی ترطیت ز ثؼسی [ ثب ثىبضیطی س15] وبض ثؿتس. قىطی ىبضا

بی خز زض ط افعاض آثبوؼ، اظ ؼیبض بقی ثطای تؼیی ىبیع

بی وبپظیتی اؾتفبز وطزس. ای زض چس الیب ترطیت زض نفح

[ یه س ؾ ثؼسی آؾیت پیكطس ثط اؾبؼ تئضی 16ا ىبضا ]

بقی ثطای ضلبی ترطیتىبیه آؾیت پیؾت، ثب ثىبضیطی ؼیبض

ترطیتی و ؾطػت ث ظض تحی ضفتبض وبپظیت لبث اؾتفبز زض يطث

نضت ث ب آای، س الییف آؾیت زضای اضائ زازس. ثطای تنزض الی

[ 17یه تبثغ بیی اظ طخ آظاز اطغی تنیف قس اؾت. ؾی ىبضا ]

ای ضا ضفتبض آؾیت پیكطس زض ضق وبپظیتی قیك/اپوؿی تحت ثبض يطث

ذی بیی ضز نضت ثی پیكطی آؾیت ب ثب زض ظط طفت س

زضیبفتس و طچس تبیح حبن اظ ط ز س زض ب آبؼ لطاض زازس.

مبیؿ ثب زؾتبضزبی تدطثی لبث لج ؿتس اب اظ س وبف ؾفتی

آیس.بیی تبیح ة تطی ثسؾت ی نضت ث

ی ب ی و ؾطػت سب تحت يطثثیی ضفتبض وبپظیتثطای پیف

قز، اب ث ػت پیچیسی پبؾد رتفی زض طض بؼبت پیكی یبفت ی

ب، چی آؾیت تىب آ ظ زض زؾت تحمیك ث يطث زض وبپظیت

بیی نضت ثثبقس. زض وبض حبيط ز س آؾیت پیكطس ؾ ثؼسی ی

بی وبپظیتی زض ضق ایذی ثطای تحی ترطیت زض الی

اضائ قس اؾت. ضقطوع ذبضج اظ ی و ؾطػتقیك/اپوؿی تحت يطث

ثیی قطع آؾیت اظ ؼیبض ترطیت بقی اؾتفبز ب ثطای پیفزض ای س

تاثؼی اظ اطغی قىؿت نضت ثقس پیكطی آؾیت زض ط ز س

ثسی قس اؾت. زض اوثط بؼبت نضت طفت ضی كره فط

ب زض ظط ث، طوع ای، ح انبثت يطضفتبض ضق زض ثبضصاضی يطث

و يطث ثض حهط ثفطز زض طوع ضق ضخ قز. اظ آدبییطفت ی

ثبقس. صا زض وبض پیف بی زیط یع یبظ یزس، ثطضؾی يطث زض ح ی

ض، يطث ث ز ح زیط ػال ثط طوع ضق اػب قس تبثیط ح انبثت

بی یطز. زاضضز ثطضؾی لطاض یيطث ضی پبؾد ضق وبپظیتی

تدطثی اظ طیك نضت ثظب قى اساظ بحی آؾیت زیس - یط

3. Hashin 4. Crack band model

Page 3: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه سازی تکاهل آسیب ورق کاهپوزیتی هدل

356

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

بی اضائ قس ث وه ط افعاض ب اؾترطاج قس قجی ؾبظی س آظبیف

ادب ذاس قس. 1اب حسز آثبوؼ زض ظیط ثطب ی.ی.ت

مدل آسیب پیشريود -2

مدل ساختاری -2-1

وبضیطی تغیطبی آؾیت زض چبضچة ىبیه آؾیت پیؾت یه ضـ ث

ثبقس. س ؾبذتبضی ؾ ثؼسی آؾیت ثؿیبض ثط ثطای تنیف آؾیت از ی

( 1ضاث ) نضت ثبی تمیت قس ایبفی اضتتطپیه از ثطای وبپظیت

.قزتؼطیف ی

(1) * + , -* +

ضاث نضت ث ث تطتیت تف وطف ثط ؿتس + * + *و زض آ

.قستؼطیف ی( 2)

(2) * + * +

* + * +

وس. بتطیؽ ؾفتی اؾت و ثب تخ ث حبت آؾیت تغییط ی چی

قس ایبفی اضتتطپیه، بی تمیت زض وبپظیت ثطای تنیف حبت آؾیت

تا اظ یه تبؿض تمبض زضخ ز اؾتفبز وطز. فطو ثط ای اؾت و ی

ای خت انی بز زض ضاؾتبی ی زی خت انی بز زض

قس. تغیطبی آؾیت وی و ثطای ترطیت ایبف ضاؾتبی ػطيی اتربة ی

( 3ضاث )نضت قز، ث زاز یكب ثطای ترطیت ظی ثب ثب

[16قس] تؼطیف ی

(3) ( )( )

( )( )

ث تطتیت تغیطبی طث ث زبی ، ، و زض آ

ترطیت وككی ایبف، فكبضی ایبف زبی ترطیت وككی فكبضی

ظی ؿتس. ای تغیطبی آؾیت زض حسز نفط یه الغ ثز و زض

تبظط ثب آؾیت وب تبؾت ثب حبت ثس آؾیت آ

ضاث نضت ثس، بتطیؽ ؾفتی ثبقس. لتی مب بز زچبض ترطیت ق ی

.[16] یبثس وبف ی( 4)

(4)

( )

( )( )

( )( )

( )( )

( )( )

( )( )

( )( )( )

( )( )( )

( )( )( )

وبف ؾفتی ثطقی ث ػت ترطیت ظی و زض آ ثبثتبی

قس زض تدطثی تؼیی ی نضت ثوس، و یتحت ثبضصاضی ضا ؼطفی

اس زض ظط طفت قس =5/0 = 9/0ب بؼ حبيط ای ثبثت

ی بتطیؽ ؾفتی زض حبت ب ؿة ث زضای "0"[. چی، ثبالیؽ 18]

ب، ثس آؾیت اؾت و ثب زض ظط طفت تمبض ػطيی زض وبپظیت

.قز یثیب (5ضاث ) نضت ث بی بتطیؽ زضای

( )

( )

1. VUMAT

( )

( )

( )

( )

اف( -5)

ة( -5) (

)

شريع آسیب -2-2

پؽ اظ آقبیی ثب س ؾبذتبضی آؾیت از، ؼیبض ترطیت ثبیس تؼطیف قز.

جتی ثط تكی اؾت و تؾ اتربثی زض وبض حبيط، ؼیبض ترطیتؼیبض

بی [ ؼطفی قس اؾت. ای ؼیبض زض اثتسا ثطای وبپظیت11بقی ]

پیطی ته خت ایدبز قس، ثبثطای ث وبض ثطز آ ثطای ااع زیط

ای غیط پیطی ثب تمطیت طا ذاس ثز. زض ؼیبض بی الیوبپظیت

بقی، ترطیت وككی فكبضی ایبف چی ترطیت وككی فكبضی

قس. طب مساض زبی ترطیت ث مساض احس بتطیؽ خساب ثطضؾی ی

ثبقس. ؼیبض ضؾیسس، ترطیت بز زض آ م اظ بز زض قطف لع ی

ف بقی زض حبت ؾ ثؼسی، و زض آ اظ ؼیبضبی تف حساوثط ثطای

.قزثیب ی ضاث ظیط نضت ثقز، تف طب ػطيی اؾتفبز ی

ترطیت وككی ایبف، ثطای

(6) (

)

ترطیت فكبضی ایبف، ثطای

(7) (

)

ترطیت وككی ظی، ثطای

(8)

(

)

(

)

(

)

( )

ترطیت فكبضی ظی، ثطای

(9)

((

)

) ( )

( )

(

)

(

)

( )

σو زض آ

ث ، ، ، ، ، بی تؿض تف ف

تطتیت اؾتحىب وككی ی، اؾتحىب فكبضی ی، اؾتحىب وككی

ػطيی، اؾتحىب فكبضی ػطيی، اؾتحىب ثطقی ی ز اؾتحىب ثطقی

ثبقس. ػطيی ی

پیشريی آسیب -2-3

ثؼس اظ ایى قطع ترطیت زض بز قبؾبیی قس، ذال از ثبیس ثط جك

تاس یىی اظ پیكطی ترطیت بز تظی قس. س ترطیت ییه س

ای ؾ حبت ضا زاقت ثبقس: وبف ببی ث نفط، وبف ث یه تف

كب 1ثبثت وبف تسضیدی زض یه ؿیط زاز قس، بض و زض قى

زاز قس اؾت.

Page 4: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه ورق کاهپوزیتیسازی تکاهل آسیب هدل

422

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

بضفتبض ترطیت ذال زض وبپظیت 1شکل

زض وبض حبيط وبف تسضیدی آؾیت ثب زض ظط طفت ط ز س بیی

زض س بیی ؾ ثؼسی ضز ثطضؾی لطاض طفت اؾت. نضت ث ذی

تا اظ یه تبثغ بیی ثطحؿت اطغی تف قس یپیكطی تسضیدی آؾیت،

ی آؾیت ضا تنیف ضستؾ آؾیت اؾتفبز وطز، و تب تؾؼ پیف

بیس. وس، ثى اظ تىی قس بتطیؽ ؾفتی خیطی یی

فؾبذتبضی ط یه س اخطای زض ث اثؿت تبیح ،1قسی ت

اب اثؼبز وبف ثب قس حبؾج یتف قس اطغی ؿتس ثسی ف

یبثس. ثبثطای، ثطای وبف حؿبؾیت ث ف، اتالف اطغی ی وبف

بی آؾیت زض س قس. تغیط كره ث لب تىب آؾیت ايبف ی

( 13تب ) (10ضاث )نضت تاس ثی ترطیتبی رتف بیی ثطای ز

.[16] قستؼطیف

(10) (

) (

( ) )

(11) (

) (

( ) )

(12) (

) (

( ) )

(13) (

) (

( ) )

و زض آ

،

،

، ثز

بی تف قس تؾ آؾیت ثطای زبی ث تطتیت اطغی ،

وككی ایبف، ترطیت فكبضی ایبف، ترطیت وككی ظی ترطیت ترطیت

كره اؾت. ثبقس فكبضی ظی ی

چی زضس ذی اضائ قس ثطای پیكطی آؾیت، ث ظض ضفغ

خبثدبیی ثب -ثسی، زیسب اطغی قىؿت زض ضاث تفاثؿتی ث ف

قز. ثبثطای زض ای ثطای ط اب ثىبض طفت ی ی كره ؼطف

قز. تغیطخبثدبیی ثیب ی-س، لب ؾبذتبضی ثط اؾبؼ ضاث تف

ضاث نضت ثتاس بی رتف ترطیت زض س ذی، یآؾیت زض ز

[ 19] زض ظط طفت قز( 14)

(14) (

)

(

)

و زض ای ضاث خبثدبیی ؼبزی اؾت و زض آ، بز ث ض

.لبث تؼطیف اؾت( 15ضاث ) نضت ثقز وب زچبض آؾیت ی

1. Stress-softening constitutive model

(15)

ثبقس ثؿت ث زبی اطغی تف قس تؾ آؾیت ی و زض آ

قز. زض ظط طفت ی یب ، ، نضت ثترطیت رتف

چی

،خبثدبیی ؼبز ای تف ؼبز ای ثز ث تطتیت

ثبقس. ای ز و زض آ ؼیبض قطع آؾیت زض ز ترطیت طث ثطلطاض ی

.ثسؾت آیس( 16ضاث )تاس اظ پبضاتط ی

(16)

بی رتف ترطیت اظ ؼیبض قطع ترطیت ثز ثطای ز و زض آ

ث تطتیت خبثدبیی لبث زؾتیبثی اؾت. چی 9تب 6ضاث

ظیط تؼطیف ضاث نضت ثبی رتف تف ؼبز ثز ثطای ز

[19قس] ی

(، وكف ایبف )

(17)

√( ) ( )

( )

( ) ⁄

فكبض ایبف،

(18)

√( )

(، وكف ظی )

(19) √( )

( ) ( )

( )

فكبض ظی،

(20)

√(

)

ب آو زض

⟨ ⟩

⟨ ⟩

| |

ثبقسی

، ثؿت ث ز ترطیت، 14زض ؼبز 20تب 15ثبثطای ثب خبصاضی ضاث

، ، ترطیت یؼی بی آؾیت زض چبض ز رتفتغیط

آیس.ثسؾت ی

ا آزمایش -3

ای آزمایش ومو -3-1

ثبفت قس یه طف ؾبذت Eای وبپظیتی اظ ایبف قیك عبی الیضق

اس. ایبف قیك ث زی زاضا ثز كرهبت ىبیىی ة، اضظا قس

زض زؾتطؼ ثز، وبضثطزبی ثؿیبضی زض نؼت زاقت قبذت ضفتبض

تكى اظ ضظی ضز اؾتفبز زض ظی ىبیىی آ حبئع ایت اؾت.

زض ظ، ثط 100:10ب ؿجت ؾبذت وكض فطاؿ، ث ،2ؾرت وس اپوؿی

ب 95 74جك ظب غ ثز مبت وككی فكبضی آ ث تطتیت

ثبقس. یپبؾىب

ذال(، و زض آ اظ فكبض VIP) 3ب ثب ضـ تعضیك ث وه ذال

ای قز، ؾبذت قس اس. زضب اؾتفبز یثطای ضاس ضظی ث زاذ الی

ر قس رهل بیحفظ زض ؾرت وس طا ضظی ث اثتسا ضاؾتب

چیسب ایبف ثب ؾپؽ یطز،ی نضت آ ضی ثط زاییظبظ ػیبت

یالی بیتب قس كبس تیع نبف وبال طضی ؾحیث - ,

ث ضظی پرت اظ ثؼس تب یطز،ی لطاض ضظی خطیب یقجى ثی ایبف زاوط

2. Hardener 3. Vacuum Infusion Process

𝜎

(ذیوبف تسضیدی )

𝜀

)بیی(وبف تسضیدی

وبف ث تف ثبثت

وبف ببی ث

نفط

𝜀 𝜀𝑓

𝜎

Page 5: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه سازی تکاهل آسیب ورق کاهپوزیتی هدل

352

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ثبظضؾی قیطب ذالء تدیعات لطاضطفت اظ پؽ قس. خسا ضاحتی اظ

زض ضظی قس اػب زضیچ تؾ ثبظقس ذالء ؾیؿت اتهبالت، بیتب

زضخ 25 زبی زض ضظ 7 ست پرت وب ث یبثس. ػیبتی ؾیال

الی ثب اثؼبز 8ی طثؼی ب ؾبتی طاز ث ادبیس

mm 200 mm 200 یىاذتیاس. ییتط آبز قس 15/3 ثب يربت

زضنس ضظی افعایف وتط وتط، اتالف ثؿیبض لؼ، آزی ذة ثؿیبض

ؿتس. VIPایبف اظ خ عایبی اؾتفبز اظ ضـ حدی

ضق وبپظیتی، تؿت وكف ثط اؾبؼ ذال وككی تؼیی ثطای

ی ی ػطيی نضت پصیطفت اؾتب زض خت ASTM D3039اؾتبساضز

ثب ایبفی زض ضاؾتبی نفط زضخ زض اثؼبز ب [. ثسی ظض،20]

mm1mm 15mm 250 زضخ زض 90 چی ثب ایبفی زض ضاؾتبی

كب زاز قس، 2بض و زض قى mm2mm 25mm 175 اثؼبز

ادب ییتط ؾطػت 50 ب ثطای اوؿتؿیتط اس. ؾبذت قس

ؾبیط ذال ىبیىی چ ثطای كرم وطز قس. طفت ظط زض 2

بثغ خز اؾتفبز قس اؾت بی قىؿت اظذال فكبضی، ثطقی اطغی

آضز قس اؾت. 1ىبیىی ضق زض خس تبی كرهبت .[21,12]

افتان يزو دستگا -3-2

نؼتی ایطوجیط ادب زاكب زض زؾتب ظ افتب ثب يطث بیآظبیف

صاقت، زاض ؾضاخ لبة بی ؾبذت قس، زبی زض ج .اؾت قس

بی وبپظیتیقس ی یىسیط ته ث پیچ قف تؾ بلبة

زاضای يطث تحت آظاز یطس. بحیی لطاض یطزاض-یطزاض طظی قطای تحت

16ثب لط یىطی ن ثب ظس ثز اظ يطث 150 150 اثؼبز

قز. اؾتفبز ی ویط 2/5ییتط خط

زض 3 قى زض ظس يطث ببتىی ، ثب طا افتب ظ زؾتب

اضتفبع اظ رتف اؾت. يطثبت قس زاز قبتیه كب نضت ثبی وی

، 20/10يطث ث تطتیت ؼبز ؾبتیتط ثب اطغی 50 35، 20

.وسی انبثت ب آ ذبضج اظ طوع ضی غ ثط 85/1750/25

یط مساض يطث ب زض قس ته ظس يطث اتبی ث یط حؿط

ثب ؾ اطغی شوط قس )ث تطتیت تبظط ثب ب يطث .وسی یطیاساظ ضا

تط ثط ثبی( ث ؾ ح رتف اظ ضق، 13/3 62/2، 98/1ی ب ؾطػت

پبؾد ضق، ضی يطث انبثت قس. ثب، اػب ی4زض قى a ،b cمب

قز.ی يج زؾتب تؾ يطث

شبی سازی عددی -4

ضی یه خؿ ی نت ثب خط ی یه يطث ظسثطای قجی ؾبظی يطث

.ذاس ثز( 21ضاث ) نضت ثوبپظیتی، ؼبز حطوت

(21)

σو زض آ

ρیطی حدی زض احس حد، ی تف، ب ف

بی قتبة ؿتس. زض تحی اب ف چبی خؿ وبپظیتی

ذالن ( 22ضاث ) نضت ثحسز ای ؼبز زض غیبة یطبی حدی

.قز ی

(22) ( )

خبثدبیی ضق ؿتس بطیؽ ؾفتی خط ضق، و زض آ

ثبقس.یطی تبؾی ثی يطث ظس سف اؾت و د ی ( )

)اف(

)ج( )ة(

ثب ب پؽ اظ ادب تؿت وكف)ة( بی وی زؾتب تؿت وكف )اف( 2 شکل

ثب ایبف )ج( ایبف

وبپظیتی بیضق ىبیىی ذال 1جديل

)احس( مساض پبضاتط

ρ (kg/m3)1560، بیچ

54/0 وؿط حدی ایبف،

30(GPa) (وكفآظ ) ،س ی

3 (GPa) (آظ وكف) ، س ػطيی

15/3 (GPa) [21] ،س ثطقی

32/4 (GPa) [21] ،س ثطقی

𝜐، يطیت پاؾ

𝜐 (آظ وكف) 3/0

𝜐، يطیت پاؾ

[21] 3/0

988( MPa) [21] ، اؾتحىب وككی ی

44( MPa) [21] ،اؾتحىب وككی ػطيی

1432( MPa) [21] اؾتحىب فكبضی ی

285( MPa) [21] اؾتحىب فكبضی ػطيی

6/60( MPa) [21] ایاؾتحىب ثطقی نفح

22( MPa) [21] ایاؾتحىب ثطقی ثی الی

5/12(N/mm) [12] اطغی قىؿت وككی ایبف

5/12(N/mm) [12] اطغی قىؿت فكبضی ایبف

1(N/mm) [12] اطغی قىؿت وككی ظی

1(N/mm) [12] اطغی قىؿت فكبضی ظی

Page 6: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه ورق کاهپوزیتیسازی تکاهل آسیب هدل

422

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

)اف(

)ة(

نضت ثافتب )ة( اخعای انی زؾتب يطث )اف( بی وی زؾتب 3شکل

قبتیه

(a، b c)مب ب وبپظیتی ح انبثت يطث طفت لطاض طظ 4شکل

.ثسؾت آیس( 23ضاث )اظ ضاث ( ) ی نت ثطای يطث ظس

(23) ( )

ظس ؿتس. ثط اؾبؼ خبثدبیی ثسؾت خبثدبیی يطث خط و

ب زض مب اتطایطی حبؾج ب وطفآس اظ ضاثی و شوطقس، تف

ذاس قس.

1-6.10آثبوؼ افعاض ط ثب ضق وبپظیتی ضی ثط ؾطػتو يطث

یطز. ی ادب نطیح زیبیىی ضـ ث ؿئ آبیعؾبظی قس قجی

افعاض ط ث و طفت ادب ت.ی.ی ثطب ظیط اظ ثب اؾتفبز آؾیت وسیؿی

اؾت. زض آثبوؼ/نطیح، فط افعایكی ؼبزالت طتج حسز آثبوؼ اب

طب،ث ظیط ای زض قز. ثطای ح ؿئؾبذتبضی ثطای ط الی ثىبض طفت ی

حبؾج ذاس قس. تف وطف، زاقت ثب اتطایطی م ط زض

بز ذال وطف تف بیؤف تؼساز وطف، ظیطثطب، ضزیبی

تغیطبی اؾت. حبت تغیطبی تف قب ثطب ظیط بیذطخی .اؾت

تب قس، زاز لطاض وبضثط زض اذتیبض ثطب ظیط اؼبف افعایف خت الغ زض حبت

وبض زض طزز. تؼطیف وبضثط تؾ ذطخی زرا تؼسازی تحی، ع ث ثؿت

طافیىی حی زض تؼطیف حبت تغیطبی تؾ آؾیت حبيط، تغیطبی

اؾت ػیبتی كبسس 5 زضقى طزقی زاض یطس.ی لطاض زضزؾتطؼ

یطز. ی ادب ثطب ظیط و زض

زاض طزقی ظیط ثطب ی. ی. ت 5شکل

ضاب

خط

يطث ظس

ی غعس

ب(یط )تىی

پبی

یط

150 mm

5/37 mm

150

mm

2√10 mm

b

c

a

اب ضا وبپظیتی

حصف و

اطزض مب اتطایطی

σ

ضا ثطظ و𝐶𝑑 مبزیط تف

طح ترطیت از ضا اػب و

ؼیبض آؾیت ضا ثىبض ثجط

آؾیت؟

وی ، تفذال بز، وطف 𝑡𝑖ثطای ظب

مبزیط طح لج ضا ثرا

ذیط مبزیط تف ضا

ثبظیبثی و

ث

ذیط

ث

پبیب

آیب

𝑡𝑖 𝑡𝑓؟

ذیط

قطع

ث

Page 7: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه سازی تکاهل آسیب ورق کاهپوزیتی هدل

355

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

150زض 150ضق وبپظیتی ث اثؼبز و ؾطػت، يطث ؾبظیقجی زض

یطزاضضز -تحت قطای طظی یطزاض - ,ثب الی چیی ییتط

یطز. ثطای ف ثسی سف يطث ظس ث تطتیت اظ اب یثطضؾی لطاض

C3D8R R3D4 ضاؾتبی زض ظس نت اؾت فم قز. يطثاؾتفبز ی

Z ییتط ثز 16وس. قى ؾط يطث ظس ی وطی ثب لط یحطوت

اؾت. چی ثطای تبؼ ثی ضق يطث ظس اظ ویط 2/5خط آ

قز.ی اؾتفبز 1وی تبؼ س

بحث ي وتایج -5

ی وبپظیتی قیك/اپوؿی، ثب ب ای ضقزض وبض حبيط اظ آؾیت زض الی

بیی، ثب احتؿبة ز ىب زیط ضی نضت ثثىبض یطی س تىب آؾیت

غ، 2/10ؼبز بی يطثضق ػال ثط طوع آ ثب اتربة اطغی

غ، اضظیبثی ؿجتب وبی نضت پصیطفت اؾت. 5/25غ 85/17

ظب ضق وبپظیتی -مبیؿ تبیح ػسزی تدطثی یط 6زض قى

كب زاز قس اؾت. ی رتف،ب ثب اطغی bؾطػت زض ىب تحت يطث و

ی پیف اظ پسیس يطث زض حبت وی اظ ز ثرف تكىی قس اؾت، طح

. زض طح پیف اظ ثبظكت، یطی تبؾی ث 3ی ثبظكتی طح 2ثبظكت

یی و ى اؾت زض ای طح زیس قز( ب ض پیؾت )ػیطغ ل زض

ظس ث نفط ضؾیس یطی تبؾی ث یبثس، تب ؾطػت يطث یافعایف

ثبالتطی حس ذز ثطؾس. ؾپؽ زض فبظ ثبظكتی، یطی تبؾی ث ض پیؾت

یبثس تب خبیی و تبؼ ثی يطث ظس ضق ث ض وب اظ ثی وبف ی

ثطز.

قز، زض فبظ ثبظكتی، ػس تبثمی زض زیس ی 6بض و زض قى

ظب تبیح تدطثی ػسزی زض ط ز -زضنس زض تبضیرچ یط 30تب 15حسز

س بیی ذی لبث ضیت اؾت. خز چی اذتالفی ثب فطو الؼی

ثز مبزیط ذال ىبیىی، ى اؾت بقی اظ ضفتبض پالؾتیه اپوؿی

ثبقس، و زض ای نضت ثتط اؾت اظ لای ضقس آؾیت وپ ثب پالؾتیؿیت

تا فت ثب خز اذتالف كبس قس زض زاضب، [. ی17] وطزاؾتفبز

زض 2بی آؾیت پیف ضس اضائ قس زض ثرف چب ؾزسی ضـ

ای ثی س چی یه اضظیبثی مبیؿ 6قى كز اؾت. 6قى

زس. زض س بیی ث زی ایىتىب آؾیت بیی ذی ضا اضائ ی

بیی افتس، ل زض ی)ؿجت ث س ذی( وبف ببی زض ؾفتی اتفبق

بی س ذضز، زض حبیى زاضظب ث چك ی-بی یطضی حی

تط ؿتس. ثب خز ایى تبیح ط ذی ث ػت وبف تسضیدی ؾفتی، اض

تس، اب زض ز س ػسزی زض مبیؿ ثب زؾتبضزبی تدطثی لبث لج ؿ

تا فت زیس، یی آؾیتی تبؾی قى بحیی یطی ثیكیمبیؿ

ی كبثی زض تحمیمبت س بیی بثمت ثتطی ثب آظبیكبت زاضز. تید

[، ثب ایى ز س تفبت بیی ذی ضا ثطای 17] ؾی ىبضا

بیح ثسؾت آس اظ جك ت تىب آؾیت ثىبض ثطزس، لبث كبس اؾت.

بی ػسزی، تغییط ىب يطث یب ث ػجبضتی ثییكبسات تدطثی پیف

تاس زض ضفتبض زیبیىی ضق تبثیط یب فبن ح اػب يطث ثب تىی ب

-نضت تدطثی تبضیرچ یطی تبؾی ث 7زض قى .حؿؾی زاقت ثبقس

زض قى a ،b cظب ثطای ؾ ىب ثب رتهبت رتف ضی ضق )مب

غ ضؾ قس اؾت.2/10( تحت يطث ثب اطغی 4

1. General Contact 2. Pre-Rebound 3. Rebound

)اف(

)ة(

)ج(

ی وبپظیتی تحت يطث زض ب ضق ظب-مبیؿ تبیح ػسزی تدطثی یط 6شکل

غ 5/25)ج( غ 85/17غ، )ة( 2/10)اف( ثب اطغی يطث bم

پیساؾت، طچ ح اػب يطث ث تىی ب عزیه بض و

یبثس. ثب قز، یطی ثیكی افعایف یبفت ست تبؼ وبف ی ی

بی ، ثسیی اؾت حیa cبی تخ ث عزیه ثز رتهبت ىب

ای ز ىب ؿجتب ث عزیه ثبقس.طث ث

ظب ثی تبیح تدطثی ػسزی ثط جك -مبیؿ تبضیرچ یط 8قى

تحت يطث ثب cزس و زض م بیی ضا كب یس بیی، ثطای ضق

اس. پط ايح اؾت افعایف اطغی يطث دط ث بی رتفی لطاض طفتاطغی

.وبف ست ظب تبؾی ذاس قسافعایف ثبض حساوثطی

0

2000

4000

6000

8000

0 0.005 0.01 0.015

F)N

)

T(s)

تبیح تدطثی س بیی -تبیح ػسزی س ذی -تبیح ػسزی

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 0.005 0.01 0.015

F(N

)

T(s)

تبیح تدطثی س بیی -تبیح ػسزی س بیی -تبیح ػسزی

0

4000

8000

12000

0 0.005 0.01 0.015

F(N

)

T(s)

تبیح تدطثی س بیی -تبیح ػسزی س ذی -تبیح ػسزی

Page 8: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه ورق کاهپوزیتیسازی تکاهل آسیب هدل

452

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ی ب ظب ثطای ضق-تبثیط تغییط ىب اػب يطث ضی تبضیرچ یط 7شکل

غ 2/10وبپظیتی تحت اطغی يطث

cظب ضق تحت يطث زض م -مبیؿ تبیح تدطثی ػسزی یط 8شکل

ثىبضیطی س بیی، بی تدطثی تبیح ػسزی ثبای ثی یبفتمبیؿ

ثطای ثیكی یطبی تبؾی اساظ بحی آؾیت زیس زض ؾح تحت يطث،

آضز قس اؾت. اظ آدبیی و زض اوثط اضز زضنس ذب ثی 2زض خس

تا فت تبثك ثبقس، یزضنس ی 5تبیح تدطثی ػسزی وتط اظ

تبیح ثسؾت آس، یطی تبؾی ب خز زاضز. ثب تخ ث لجی ثی آ لبث

ای چی ثب ثیكی ؾح بحی آؾیت زیس ثب افعایف اطغی يطث

یبثس. ب افعایف یعزیه قس ح اػب يطث ث تىی ب

ػسزی )س نضت ثبی ظبطی آؾیت پیف ثیی قس 9زض قى

تدطثی كبس طزیس اؾت، ثط ضی ؾح يطث نضت ثبیی( ثب آچ و

ی ویط 2/5ی یه خط ذضز ؾح پكتی ضق وبپظیتی تحت يطث

تا فت ی 10غ كب زاز قس اؾت. ثب تخ ث قى 5/25ثب اطغی

ثیی قس ضی ؾح تحت يطث ؾح پكتی اظ حب وبتض آؾیت پیف

تب ذثی ثب تدطثی آ زاضس. ثب تخ ث وس قى اساظ بثمت ؿج

ی تا تغییطات تغیط آؾیت اضائ قس زض ظیط ثطبآؾیت قت قس، ی

وبتض تغیط آؾیت 10ای كبس وطز. زض قى صوض ضا زض ثبضصاضی يطث

قز. ضق وككی فكبضی بتطیؽ كبس ی ترطیتثطای زبی

ای لطاض طفت اؾت، غ تحت ثبضصاضی يطث5/25طغی يطث وبپظیتی ثب ا

قس. كب زاز 9ی ای ضق زض قى و بی پؽ اظ يطث

تبیح تدطثی ػسزی ثطای یطبی ثیكی اساظ بحی آؾیت 2جديل

ح

انبثت

يطث

اطغی

يطث

(J)

ثیكی یطی

(kN)تبؾیذب

)%(

ؾح بحی

(mm2آؾیت) ذب

)%( ػسزی تدطثی ػسزی تدطثی

م a

2/10 61/4 32/4 71/6- 88 92 54/4

85/17 23/6 50/6 33/4- 127 124 41/2-

5/25 52/7 51/8 16/13 164 188 64/14

م b

2/10 04/5 83/4 34/4- 113 110 72/2-

85/17 12/7 84/6 09/4- 173 176 73/1

5/25 75/8 12/9 22/4 201 197 03/2-

م c

2/10 69/4 59/4 17/2- 99 104 05/5

85/17 08/7 08/7 0 132 122 19/8-

5/25 38/8 65/8 43/1 173 172 17/0-

)اف(

)ة(

ثی قى بحی آؾیت زضپیف ثیی ػسزی كبسات تدطثی ثطای مبیؿ 9شکل

5/25ویطی ثب اطغی 5.2الی قیك/اپوؿی تحت يطث تؾ یه خط 8 ضق

)اف( نفح يطث ذضز )ة( پكت نفح غ،

بی بتطیؽ ث ػا ای ب، تطنبی و ؾطػت وبپظیتانال زض يطث

افتس و ایبف تب ظبی اتفبق ی ترطیتقس. بی آؾیت ضیت یكب

ثؿیبض ثبال ثبقس. اظ آدبیی و ؾح اطغی زضظط طفت قس زض اطغی يطث

قز ثیی یچسای زضایبف پیف ترطیتوبض حبيط ؿجتب پبیی ؿتس،

پیساؾت 10افتس. آض و اظ قى یآؾیت ثیكتط زض ؾح بتطیؽ اتفبق

0

2000

4000

6000

0 0.005 0.01 0.015

F(N

)

T(s)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 0.005 0.01 0.015

F(N

)

T(s)

/ تبیح تدطثی E=25.5 J / تبیح ػسزی

E=25.5 J / تبیح تدطثی

E=17.85 J / تبیح ػسزی E=17.85 J / تبیح تدطثی E=10.2 J

/ تبیح ػسزی E=10.2 J

Page 9: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه سازی تکاهل آسیب ورق کاهپوزیتی هدل

362

یور

فناو

م لو

عیه

شرن

ثیكتطی آؾیت زض ز وككی بتطیؽ زض دبضت ح تبؼ يطث

ب افتس، طچس اسوی آؾیت زض دبضت تىی یظس ثب سف اتفبق

افتس ثب ثبال تط اتفبق یی پبییی يطثب قز، و ای اط زض اطغیزیس ی

.یبثسضفت اطغی يطث تكسیس ی

(a)

(b) ( فكبضی بتطیؽb( وككی )a) ترطیتی ب وبتض تغیط آؾیت ثطای ز 11شکل

جمع بىدی -6

ؾطػت ی و زض ای تحمیك، پبؾد ضق وبپظیتی قیك/ اپوؿی تحت يطث

ظض تدطثی ػسزی ضز ثطضؾی لطاض طفت. ث نضت ثذبضج اظ طوع

آثبوؼ، اظ ز س آؾیت قجی ؾبظی ػسزی تؾ ط افعاض اب حسز

یؿی زض ظیط قس وس بیی ذی اؾتفبز نضت ثضس ؾ ثؼسی پیف

ی ی.ی.ت نضت پصیطفت اؾت. پیكطی آؾیت زض ط ز س ثطب

بی قىؿت زض ظط طفت قس، ي ایى ثطای تاثؼی اظ اطغی نضت ث

اب كره ؼطفی طزیس وبف اثؿتی تبیح ث ف، ثطای ط

ویطی، ثب ؾ اطغی رتف زض ؾ 2/5ی ؾط وطی ظساؾت. يطث

ی وبپظیتی ضا ضز انبثت لطاض زاز. كرم ب ىب رتف اظ ، ضق

تط ثبقس، ثبالتطی حس عزیه ب قس و طچ ح انبثت يطث، ث تىی ب

یبثس. تبیح ست تبؼ وبف ی یطی تبؾی افعایف یبفت

بی يطث بی ػسزی زض ؾح رتف اطغیثییتدطثی پیف

اس. ثب خز ایى تبیح ی تفبت، ضفتبض كبثی ضا كب زازبی يطثىب

ط ز س ػسزی زض مبیؿ ثب زؾتبضزبی تدطثی لبث لج ؿتس، اب

ی یطی ثیكی تبؾی، س بیی قت حسال ثب مبیؿتا اشػب زا ی

ثب اؾتفبز اظ قجی ؿجت ث س ذی بثمت ثتطی ثب آظبیكبت زاضز.

ؾبظی ػسزی، مساض بحی آؾیت زض ؾت يطث ذضز پكت ضق

ثیی اؾت و ثب كبسات تدطثی تبثك لبث لبثی وبپظیتی یع لبث پیف

تا فت ثیكتطی آؾیت زض ز وككی بتطیؽ خ ث تبیح، یزاضس. ثب ت

ی تبیح افتس. ثب مبیؿ ظس ثب سف اتفبق ی زض دبضت ح تبؼ يطث

تا ث ؾزسی تدطثی ػسزی، ي التجبؼ ذال از اظ بثغ، ی

بی اضائ قس نح صاقت.وبضایی ضـ

مراجع -7

[1] Abrate, H., “Impact on Composite Structures,” Cambridge (UK): Cambridge University Press, 1998.

[2] Matthews, F. L., “Finite Element Modelling of Composite Materials and Structures,” Taylor & Francis, 2000.

[3] Tan, S. C., “A Progressive Failure Model for Composite Laminates Containing Openings,” Journal of composite material, Vol. 25, No. 5 pp. 556–577, 1991.

[4] Chang, F. K., “A Progressive Damage Model for Laminated Composites Containing Stress Concentrations,” Journal of Composite Materials, Vol. 21, No. 9, pp. 834–855, 1987.

[5] Camanho, P. P. and Davila, C.G., “Mixed-Mode Decohesion Finite Elements For The Simulation Of Delamination In Composite Material,” NASA-Technical paper, Vol. 211737, No. 1, pp. 1-37, 2002.

[6] Kachanov, L. M., ” Introduction to Continuum Damage Mechanics,” Boston: Martinus Nijhoff Publsihers, 1987.

[7] Lemaitre, J. and Chaboche, J. L., “Mechanics of Solid Materials,” Cambridge: Cambridge University Press, 1990.

[8] Iannucci, L., Dechaene, R. Willows, M. and Degrieck, J., “A Failure Model for the Analysis of Thin Woven Glass Composite Structures Under Impact Loadings,” Computers and Structures, Vol. 79, No. 8, pp. 785–99, 2001.

[9] Donadon, M. V. Iannucci, L. Falzon, B.G. Hodgkinson, J. M. and Almeida, S. F. M., “ A Progressive Failure Model for Composite Laminates Subjected to Low Velocity Impact Damage,” Computers & Structures; Vol. 86, No. 11, pp.1232–1252, 2008.

[10] Zhang, Y. and Zhu, P., “Finite Element Analysis of Low-velocity Impact Damage in Composite Laminated Plates,” Materials & Design, Vol. 27, No. 6, pp. 513–519, 2006.

[11] Hashin, Z., “ Failure Criteria For Unidirectional Fiber Composites,” Journal of Applied Mechanics, Vol. 47, No. 2, pp. 329–334, 1980.

[12] Lapczyk, I. and Hurtado, U. A., “Progressive Damage Modeling in Fiber-Reinforced Materials,” Composites: Part A , Vol. 38, No. 11, pp. 2333–2341, 2007.

[13]Torabizadeh, M. A. Shokrieh, M. M. and Fereidoon, A., “Progressive Damage Modeling Of Glass/Epoxy Laminated Composites Under Static Load At Low Temperature,” In Persian, Journal of Modeling in Engineering, Vol. 8, No. 21, pp. 33-43, 2010.

[14] Hassanifard, S. and Feyzi, M., “Progressive Damage Investigation of Glass-Epoxy Composite Laminates under Fatigue Loading ” In Persian, Modares Mechanical Engineering,, Vol. 15, No. 4, pp. 339-347, 2015.

[15]Shokrieh, M. M. Ghajar, M. Salamattalab, M. and Madoliat, R., “Progressive Damage Modeling of Laminated Composites by Considering Simultaneous Effects of Interlaminar and Intralaminar Damage Mechanisms,” In Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. 2, No. 2, pp. 1-8, 2015.

[16] Guo, W. Xue, P. and Yang, J., “Nonlinear Progressive Damage Model for Composite Laminates Used For Low-velocity Impact,” Applied Mathematics and Mechanics, Vol. 34, No. 9, pp. 1145-1154, 2013.

[17] Singh, H. Namala, K. K. and Mahanjan, P., “A Damage Evolution Study of Eglass/epoxy Composite Under Low Velocity Impact,” Composites Part B: engineering, Vol. 76, pp. 235–248, 2015.

[18] Lee, C.S. Kim, J.H. Kim, S. Ryu, D.M. and Lee, J. M., “Initial and Progressive Failure Analyses for Composite Laminates Using Puck Failure Criterion and Damage-coupled Finite Element Method,” Composite Structures, Vol. 121, pp. 406–419, 2015.

[19] Xin, S.H. and Wen, H.M., “A Progressive Damage Model for Fiber Reinforced Plastic Composites Subjected to Impact Loading,“ International Journal of Impact Engineering, Vol. 75, pp. 40-52, 2015.

[20] Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials, ASTM International, D3039/D3039M-08, West Conshohocken, PA, 2008.

[21] Namala, K. K. Mahajan, P. and Bhatnagar, N., “Digital image Correlation of Low-velocity Impact on a Glass/epoxy Composite,” International Journal for Computational Methods in Engineering Science and Mechanics, Vol.7, No. 3-4, pp. 203-217, 2014.

Page 10: تـیزوپماک - jstc.iust.ac.irjstc.iust.ac.ir/article_20343_cb342ee0d15ce06497b005071a5db743.… · ٚ ُىق ؼبیل بث ،حیبت٘ ٗیا یؾضطث طث ٜٚلاػ .س٘ٛقیٔ

و هوکاراى پی آزاده ارشنگ ی کن سرعت خارج از هرکس تحت ضربه ورق کاهپوزیتیسازی تکاهل آسیب هدل

454

یور

فناو

م لو

عیه

شرن