بررسی خرابی لوله های کامپوزیتی ساخته شده با فرآیند رشته پیچی الیاف با روش نشرآوایی

به منظور بررسی ویژگیهای جذب انرژی در سازه های کامپوزیتی لازم است تا مکانیزمهای عملکردی جذب شناسایی شده و میزان تاثیر هر یک در جذب انرژی مشخص شود. در این پژوهش به بررسی رفتار لوله های کامپوزیتی تحت بار محوری فشاری شبه استاتیکی با پایش سیگنالهای نشرآوایی پرداخته شده است. بدین منظور، برای ساخت لوله کامپوزیتی رشته پیچی شده در ابتدا با استفاده از تحقیقات صورت گرفته به تعیین پارامترهای بهینه پرداخته شد. در تعیین پارامترهای بهینه با توجه به وجود عدم قطعیت در تاثیر زاویه پیچش الیاف، از بین محدوه بهینه زاویه 35 درجه انتخاب گردید. برای اطمینان از نتایج تجربی حاصل شده، از روش شبیه سازی المان محدود و به کارگیری زیرروال VUMAT بر پایه روابط معیار گسیختگی هاشین سه بعدی استفاده شد. رفتار عملکردی لوله ها تحت این زاویه پیچش الیاف، نشان داد که مد خرابی غالب در این زاویه، شکست موضعی برشی و آسیب جانبی بوده که در ابتدا باعث تغییر شکل پلاستیکی نمونه شده و سپس موجب رشد ترک در راستای زاویه پیچش الیاف می شود. همچنین نتایج آزمایش های نشرآوایی نشان داد که بیشترین درصد مکانیزم خرابی در لوله هایی با این زاویه پیچش الیاف به ترتیب ترک خوردگی ماتریس، شکست الیاف و جدایش الیاف از ماتریس می باشد. در نهایت استفاده از زیرروال توسعه داده شده برای پیش بینی رفتار سازه مفید واقع گردید و توانست رفتار لوله کامپوزیتی را حتی بعد از حداکثر نیروی لهیدگی نیز به خوبی پیش بینی کند.