بررسی عددی و تجربی رفتار مکانیکی کامپوزیت های تک جهتی الیاف کربن/اپوکسی

در پژوهش حاضر، رفتار مکانیکی کامپوزیت های تک جهتی اپوکسی/ الیاف کربن به صورت عددی و تجربی بررسی شده است. بنابراین ابتدا چند نمونه کامپوزیت تک جهتی و چند جهتی اپوکسی/ الیاف کربن ساخته شده است. سپس آزمون های کشش و ضربه روی نمونه ها انجام شده است. در نهایت تحلیل های المان محدود انجام شده و آزمون های ضربه شبیه سازی شده است. بررسی های تحلیلی و تجربی این پژوهش نشان می دهد که ماکزیمم تنش ایجاد شده در آزمون برای نمونه (0)درجه 1258 مگاپاسکال می باشد که در کرنش 6.3 درصدی و برای نمونه (0/45/90)درجه تقریبا 570 مگاپاسکال می باشد که در کرنش 3.9 درصدی اتفاق افتاده است. مقایسه تنش نهایی دو نمونه و درصد تغییرشکل در لحظه شکست نشان می دهد که نمونه تک جهتی (0)درجه نسبت به نمونه چند جهتی (0/45/90 درجه) به مراتب تنش نهایی بیشتر و همچنین درصد تغییرشکل بیشتری از خود نشان می دهد. در آزمون تجربی ماکزیمم نیروی وارد شده به نمونه (0) درجه با انرژی ضربه 30 ژول، 3042 نیوتون و برای انرژی ضربه 60 ژول، 1825 نیوتون می باشد. ماکزیمم نیروی وارد شده به نمونه (0/45/90)درجه با انرژی ضربه 30 ژول، 3384 نیوتون و برای انرژی ضربه 60 ژول، 3562 نیوتون می باشد. مدت زمان برخورد اولیه و برگشت از سطح 6.5 میلی‌ثانیه می باشد. هر دو نوع نمونه تک جهتی (0)درجه و چند جهتی (0/45/90)درجه در اثر ضربه با انرژی 60 ژول دچار شکست الیافی شده و سوراخ شده اند. اما در اثر ضربه با انرژی 30 ژول هیچکدام از نمونه‌ها دچار شکست نشده اند. نتایج شبیه‌سازی ها (مقدار آسیب) نیز این قضیه را تایید می کند.