تاثیر انرژی ضربه زننده و ضخامت لایه‌ها در ضربه سرعت پائین بر روی چندلایه‌های فلز- الیاف

کامپوزیت های لایه ای فلز الیاف از به هم چسباندن لایه های فلزی و کامپوزیتی الیاف و رزین به هم، ساخته می شوند. فلز به کار رفته اغلب آلومینیم است و الیاف به طور کلی بر اساس کارکرد مورد انتظار، از جنس آرامید، کربن یا شیشه هستند. کامپوزیت مورد نظر ما در این پژوهش چند لایه آلومینیم الیاف شیشه (glare) می باشد که به دلیل مقاومت مکانیکی بالا کاربرد وسیعی در صنایع هوایی و... دارد. در این مقاله در ابتدا اثر تغییر در انرژی ضربه زننده در ضربه سرعت پائین برروی کامپوزیت فلز الیاف را به صورت تجربی مورد بحث قرار داده و به این نتیجه می رسیم که با افزایش در انرژی اولیه ضربه زننده سازه کامپوزیتی سفتی بیشتری نشان داده و میزان جذب انرژی افزایش می یابد. سپس با مدل سازی آزمایش های انجام شده در نرم افزار lsdyna ضمن به دست آوردن نتایج مشابه از تحلیل عددی (نرم افزاری)، به مقایسه نمودارهای حاصل از تحلیل های عددی و نرم افزاری خواهیم پرداخت و با مشاهده اختلاف کم میان این نمودارها به صحت مدل سازی های انجام شده پی می بریم. در مرحله آخر نیز به بررسی عددی اثر تغییر در ضخامت لایه ها در یک سازه کامپوزیتی با ضخامت کلی ثابت پرداخته و نتیجه می گیریم که افزایش در ضخامت لایه های الیاف و کاهش ضخامت لایه های آلومینیمی موجب افزایش مدت زمان برخورد و کاهش سفتی سازه کامپوزیتی می شود.

Effect of Impactor Energy and Layers Thickness on Fiber Metal Laminates in Low Velocity Impact

Fibermetal laminate composite is made by pasting metal layers and fiberresin composite together. The metal used is often aluminum and the fiber is Aramid, Carbon or Glass depend on the application. In this study, we have used aluminumfiber glass laminates (GLARE) due to its vast application because of its high mechanical resistance. At first, the effect of impact energy on fibermetal composite in low velocity impact was analyzed experimentally. It was concluded that by increasing the primitive energy of the impactor, composite structure shows more toughness and energy attraction rate. Afterward, by modeling the performed tests in LSDYNA software, a validation was conducted. Due to the subtle difference between numerical and experimental result, the validation of the modeling was accepted. In the last step, the effect of changing the thickness of layers on a generally fixed thickness composite structure was studied numerically. It was concluded that increasing the thickness of fiber layers and decreasing the thickness of aluminum layers lead to an increase of the collision time span and a decrease of the composite structure toughness.