بررسی رفتار دینامیکی کامپوزیت‌های تک جهته با استفاده از مدل پلاستیسیته تک پارامتری

این مقاله به بررسی معادلات بنیادی حاکم بر رفتار دینامیکی کامپوزیت‌های پلیمری خارج از محور در نرخ کرنش‌های مختلف اختصاص دارد. با استفاده از مدل ناهمسانگردی هیل و با در نظر گرفتن فرضیات حاکم بر کامپوزیت‌های لیفی، مدلی برای بیان رفتار دینامیکی کامپوزیت‌های پلیمری تعمیم داده شد. با استفاده از قوانین شارش و تعریف تنش موثر و با در نظر گرفتن فرضیاتی نظیر اینکه کامپوزیت‌ها در راستای الیاف، رفتار پلاستیک از خود نشان نمی‌دهند، ثوابت موجود در رابطه هیل کاهش یافته و به یک ثابت به نام a_66 تقلیل پیدا کرد که مدل پلاستیسیته تک پارامتری در حالت دو بعدی نامیده شده است. این مدل برای کامپوزیت‌های خارج از محور نیز تعمیم داده شد. برای هر کامپوزیتی با زوایای الیاف مختلف رابطه تنش موثر- کرنش موثر به دست آمد که با انتخاب مناسب ضریب a_66 که به صورت سعی و خطا به دست می‌آید، می‌توان تمام منحنی‌ها را روی یک منحنی مادر تجمیع کرد. با استفاده از این مدل و داده‌های تجربی محققان مختلف در محدوده تست‌های استاتیکی و شبه استاتیکی (در محدوده نرخ کرنش s^(-1)01/0) مدل ویسکوپلاستیسیته‌ای به دست آمده که می‌تواند رفتار کامپوزیت‌های پلیمری را هم در محدوده رفتار استاتیکی و هم در نرخ کرنش‌های بالا (بین s^(-1)400 تا s^(-1)1000) به خوبی تخمین بزند. ضرایب این مدل در نرخ کرنش‌های بالا به روش برون یابی داده‌های موجود در محدوده تست‌های استاتیکی به دست آمد. درستی این مدل توسط داده‌های تست هاپکینسون مورد بررسی قرار گرفته و صحت آنها به اثبات رسیده است.