مطالعه تحلیلی و تجربی رفتار غیرخطی و ضریب اطمینان شکست چندلایه های کامپوزیتی در اثر بارگذاری چرخه حرارتی سیکلی

یک سازه هوافضا مانند بدنه هواپیما یا سازه کامپوزیتی یک ماهواره در معرض اختلاف درجه حرارت به شکل سیکلی بوده و چرخه حرارتی بر خواص سازه ای آن تاثیرگذار است. مدول الاستیسیته و خواص شکست در اثر بارگذاری چرخه حرارتی سیکلی ثابت نبوده و تغییرات آنها غیرخطی می باشد. این تغییرات در صفحات کامپوزیتی پایه پلیمری بیشتر از مواد ایزوتروپ بوده و از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، تغییرات استحکام شکست و مدول الاستیسیته صفحات کامپوزیتی پایه پلیمری در اثر بارگذاری چرخه حرارتی مورد مطالعه قرار گرفته است. تغییرات استحکام و مدول وابسته به تعداد سیکل حرارتی، اختلاف دمای سیکل های حرارتی اعمال شده و دمای مرجع دارد که مقادیر عددی آن با استفاده از روش آزمایشی بدست آمده اند. برای اعمال بارگذاری حرارتی سیکلی بر روی نمونه های کامپوزیتی پایه پلیمری، دستگاه آزمایشی مناسب با اختلاف دما و تعداد سیکل های مناسب طراحی و ساخته شده است. سپس چندلایه های متعامد با استفاده از لایه های بافته شده شیشه/ اپوکسی به روش چیدمان دستی ساخته شده و تحت بارگذاری چرخه حرارتی قرار گرفته اند. با انجام آزمایش کشش بر روی نمونه ها قبل از اعمال بارگذاری و پس از اعمال بارگذاری چرخه حرارتی تغییرات مدول الاستیک و استحکام شکست در تعداد سیکل های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. آنگاه مدل ریاضی مناسب برای پیش بینی این تغییرات ارائه شده است که با نتایج تجربی تطابق قابل قبولی دارد. در پایان روابط بدست آمده در تحلیل رفتار ماده و مطالعه شکست صفحات استفاده شده است.