ارائه مدل المان محدود مبتنی بر تئوری عقب‌افتادگی برشی برای پیش‌بینی تنش ناشی از خزش کامپوزیت al/sic

در پژوهش حاضر روش المان محدود براساس مدل تحلیلی عقب‌افتادگی برشی برای تحلیل تنش و همچنین پیش‌بینی تغییر شکل حالت پایدار خزش کامپوزیت‌های فیبر کوتاه تحت بارگذاری محوری استفاده شد. اتصال کامل بین فیبر و ماتریس فرض شده و رفتار حالت پایدار خزشی ماتریس با مدل عددی نورتون توصیف شد. شرایط مرزی اختصاصی به مدل سلول واحد اعمال شده و تکنیک فیبر مجازی مورد استفاده قرار گرفته و از نرم‌افزار ansys برای محاسبه تمامی تنش‌ها و کرنش‌ها در محل اتصال تقویت‌کننده به زمینه و سطح خارجی سلول واحد استفاده شد. در ادامه نتایج صحت‌سنجی شده و مقادیر تنش‌های محوری و برشی در نقاط مختلف ماده مرکب ترسیم و بحث و بررسی شدند. نتایج نشان دادند که از سلول واحد کامپوزیت می‌توان به عنوان نماینده ماده مرکب در تحلیل تنش استفاده کرد. همچنین استفاده از تکنیک تقویت‌کننده مجازی، راهکاری مفید و قابل اطمینان برای رسیدن به مدل انتقال تنش است. مدل تحقیق حاضر علاوه بر دارا بودن دقت کافی، برخلاف پژوهش‌های قبلی امکان پیش‌بینی تمامی تنش‌ها و کرنش‌ها را در تمام نقاط تقویت‌کننده و زمینه دارد.

Finite Element Model Based on Shear-Lag Theory for Prediction of Creep Stress in Al/Sic Composite

In the present study, the finite element method based on the shearlag model was used for stress analysis as well as deformation of the creep stable state of short fiber composites under axial loading. A perfect fiber/matrix interface is assumed and the steadystate creep behavior of the matrix is described by Norton numerical model. Special boundary conditions applied to the unit cell model and imaginary fiber technique has been used. Then ANSYS software is used for the calculation of all stresses and strains at the fiber/matrix interface and the outer surface of the unit cell. Then the results were verified and the values of axial and shear stresses at different points of the composite were investigated. The results show that the composite unit cell can be used as a composite representative for stress analysis. Also, the use of an imaginary fiber technique is a useful and reliable way to achieve a stress transfer model. This Model has sufficient accuracy and contrary to previous studies can predict all stresses and strains in all points.