طراحی و بررسی درپوش شکننده کامپوزیتی به روش تجربی و عددی

هدف از مطالعه پیشرو طراحی و تحلیل رفتار شکست درپوش شکننده تحت اثر فشار داخلی استاتیکی و دینامیکی به روش تجربی و عددی می باشد. دو نوع درپوش از جنس فوم پلی یورتان سخت و درپوش از جنس فوم پلی یورتان با لایه های تقویتی شیشه/ اپوکسی در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از لایه های تقویتی شیشه/ اپوکسی به عنوان لایه خارجی در درپوش نوع دوم از فوم پلییورتان در برابر شرایط محیطی محافظت می کند و از طرفی باعث افزایش فشار شکست درپوش می گردد. با ارائه طرحی ابتکاری در شکل شیار هندسی درپوش، فشار شکست قابل کنترل شده است. روش المان محدود صریح جهت مطالعه رفتار شکست هر دو نوع درپوش تحت اثر فشار استاتیکی و دینامیکی مورد استفاده قرار گرفته است. رفتار مدل برای فوم از نوع الاستیک- پلاستیک با مدل خرابی براساس کرنش شکست و برای لایه کامپوزیت مدل الاستیک با شکست آنی مورد استفاده قرار گرفته است. اثر پارامترهای مختلف از جمله عمق شیار و زاویه شیار در رفتار شکست به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. تغییر پارامترهای شیار طراحی شده در این درپوش بیشتر در میزان فشار شکست اثرگذار بوده و در الگوی شکست درپوش تغییر قابل توجهی رخ نداده است. جهت ساخت درپوش از روش قالب گیری استفاده شده و قالبی از جنس آلومینیوم جهت ساخت نمونه ها مورد استفاده قرار گرفته است. بعد از قالب گیری به منظور حذف اثرات حباب های سطحی که در سطح بیرونی قطعه تشکیل می شود، سطح خارجی فوم ماشین کاری شده است. تست های انجام شده به صورت شبه استاتیکی و به کمک سیلندری که بدین منظور طراحی شده است انجام شده است. نتایج شبیه سازی و تست نشان دهنده الگوی شکست یکسانی در هر دو نوع درپوش می باشد.