بررسی رفتار دینامیکی کامپوزیت های تک جهته با استفاده از مدل پلاستیسیته تک پارامتری

این مقاله به بررسی معادلات بنیادی حاکم بر رفتار دینامیکی کامپوزیت های پلیمری خارج از محور در نرخ کرنش های مختلف اختصاص دارد. با استفاده از مدل ناهمسانگردی هیل و با در نظر گرفتن فرضیات حاکم بر کامپوزیت های لیفی، مدلی برای بیان رفتار دینامیکی کامپوزیت های پلیمری تعمیم داده شد. با استفاده از قوانین شارش و تعریف تنش موثر و با در نظر گرفتن فرضیاتی نظیر اینکه کامپوزیت ها در راستای الیاف، رفتار پلاستیک از خود نشان نمی دهند، ثوابت موجود در رابطه هیل کاهش یافته و به یک ثابت به نام a_66 تقلیل پیدا کرد که مدل پلاستیسیته تک پارامتری در حالت دو بعدی نامیده شده است. این مدل برای کامپوزیت های خارج از محور نیز تعمیم داده شد. برای هر کامپوزیتی با زوایای الیاف مختلف رابطه تنش موثر- کرنش موثر به دست آمد که با انتخاب مناسب ضریب a_66 که به صورت سعی و خطا به دست می آید، می توان تمام منحنی ها را روی یک منحنی مادر تجمیع کرد. با استفاده از این مدل و داده های تجربی محققان مختلف در محدوده تست های استاتیکی و شبه استاتیکی (در محدوده نرخ کرنش s^(-1)0/01) مدل ویسکوپلاستیسیته ای به دست آمده که می تواند رفتار کامپوزیت های پلیمری را هم در محدوده رفتار استاتیکی و هم در نرخ کرنش های بالا (بین s^(-1)400 تا s^(-1)1000) به خوبی تخمین بزند. ضرایب این مدل در نرخ کرنش های بالا به روش برون یابی داده های موجود در محدوده تست های استاتیکی به دست آمد. درستی این مدل توسط داده های تست هاپکینسون مورد بررسی قرار گرفته و صحت آنها به اثبات رسیده است.