بررسی تاثیرات جهت گیری الیاف و هندسه مقطع بر ظرفیت جاذب های کامپوزیتی کربن/اپوکسی

در این مقاله، یک مطالعه عددی روی فروریزش و جذب انرژی جاذب‌ هایی کامپوزیتی کربن/اپوکسی با مقاطع هندسی مختلف شامل دایره، مربع و هشت ‌‌ضلعی در جهت‌ گیری ‌های صفر، 30، 45، 60 و 90 درجة الیاف با استفاده از نرم ‌افزار آباکوس صورت می گیرد. به منظور اعتبارسنجی و اطمینان از صحت شبیه‌ سازی انجام شده نتایج حاصل از این شبیه ‌سازی‌ها با نتایج تجربی محققان پیشین مقایسه می شود. نتایج نشان می‌ دهد که جهت‌ گیری غیر صفر درجه الیاف باعث ایجاد پیچش، تغییر توزیع تنش و افت پایداری هندسی می ‌شود. همچنین نتایج نشان می ‌دهد که مقطع دایره شکل از بین مقاطع معرفی شده، دارای بالاترین ظرفیت جذب انرژی است. نتایج نشان می دهد که جهت ‌گیری الیاف به طور مستقیم در نحوه فروریزش پوسته ‌های کامپوزیتی اثر گذار است. رفتار جاذب در جهت ‌گیری صفر درجه الیاف مشابه رفتار مواد نرم (همراه با لهیدگی و چین‌خوردگی) می‌ باشد. در جهت ‌گیری 90 درجه، الیاف هم راستا با محور پوسته کامپوزیتی هستند و فروریزش شباهت بیشتری به رفتار مواد ترد (خردشدگی و شکست) پیدا می کند.

the effects of fiber orientation and section geometry on the capacity of carbon/epoxy composite absorbers

in this paper, a numerical study on the collapse and energy absorption of carbon/epoxy composite absorbers with different geometrical cross sections, including circle, square and octagonal in the fiber orientations of zero, 30, 45, 60 and 90 degrees is conducted using abaqus software. in order to validate and ensure the accuracy of the simulation, the results of these simulations are compared with the experimental results of previous researchers. the results reveal that the non-zero degree orientation of the fibers causes twisting, changes in the stress distribution and loss of geometric stability. also, the results show that the circular section has the highest energy absorption capacity among the introduced sections. the results show that the fiber orientation is directly effective in the collapse of composite shells. the behavior of the absorber in the zero degree orientation of fibers is similar to the behavior of ductile materials (along with crushing and wrinkling). in the 90 degree orientation of fibers, the fibers are aligned with the axis of the composite shell and the collapse becomes more similar to the behavior of brittle materials (crushing and fracture).