رفتار حرارتی-مکانیکی کامپوزیت های پلیمری تحت تاثیر آتش

استفاده از کامپوزیت های پایه پلیمری تا به امروز رشد روز افزونی داشته است. کامپوزیت ها به علت خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی خاص، کاربرد زیادی دارند؛ اما احتراق ذاتی این مواد و عدم استحکام آن ها در دماهای بالا بویژه هنگام مواجهه با آتش یکی از چالش های استفاده کامپوزیت در صنایع است. زمانیکه کامپوزیت ها در معرض آتش می-گیرند، ماتریس کامپوزیت همراه با آزادسازی گرما، دود، ذرات دوده و بخارات سمی تجزیه می شود. در اثر تاثیر آتش بر سازه کامپوزیتی فرآیندهای حرارتی متعددی از جمله رسانایی حرارتی در سازه، تجزیه شدن رزین و تولید و خروج گازهای فرار از کامپوزیت رخ می دهد. هدف از این تحقیق، بررسی تاثیرات آتش بر سازه های کامپوزیتی می باشد. تحلیل مقاومت کامپوزیت در برابر آتش، تعیین میزان و مدت زمان دوام آوردن کامپوزیت در برابر آتش و همچنین بررسی اثرات تنش حرارتی ایجاد شده در سازه کامپوزیتی نیازمند تحلیل ترکیبی حرارتی-مکانیکی کامپوزیت می باشد. جهت تحلیل مساله در این پژوهش از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. مدل مناسب جهت تحلیل بخش های حرارتی و مکانیکی مساله با توجه به معادلات حاکم، توسعه یافته و از طریق زیرروال های موجود در نرم افزار آباکوس در این نرم افزار وارد می شود. مدل حرارتی-مکانیکی با نتایج موجود در مطالعات معتبر، اعتبار سنجی شده و در نهایت این مدل، جهت تحلیل حرارتی-مکانیکی یک سازه کامپوزیتی استوانه ای تحت تاثیر آتش مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج نشان دادند که با تخمین زمان شکست کامپوزیت، می توان میزان نیروی قابل تحمل توسط سازه را در شرایط مختلف تاثیر آتش بر سازه، تعیین نمود.