Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
7
1
gregorian
2016
10
1
16
8
online
1
fulltext
fa
مدلسازی اثرات آسیب پیشروندۀ غیرایزوتروپ بر رفتار الاستوپلاستیک کامپوزیتهای زمینه فلزی
Modeling of the effects of progressive anisotropic damage on the elastoplastic behavior of metal matrix composites
هدف این مقاله بررسی آسیب پیشرونده در یک لایه کامپوزیتی زمینه فلزی با استفاده از کوپل روش میکرومکانیکی و دیدگاه مکانیک آسیب پیوسته میباشد. روش میکرومکانیکی، روش بر پایه المان حجمی نماینده معروف به روش سلول واحد ساده شده میباشد که قابلیت بررسی پیشرونده بودن آسیب و رفتار پلاستیک در المان حجمی نماینده را دارد. آسیبمورد بررسی بهصورت ایزوتروپ و غیرایزوتروپ بر اساس دیدگاه مکانیک آسیب پیوسته میباشد. کامپوزیت مورد بررسی کامپوزیت کربن/آلومینیم میباشد. رفتار زمینه به صورت ایزوتروپ و الاستوپلاستیک و رفتار الیاف به صورت ایزوتروپ عرضی و الاستیک و آرایش الیاف درون زمینه بهصورت منظم میباشد. مدل رفتار الاستوپلاستیک زمینه بهصورت رفتار دوخطی و روش حل، روش تقریب متوالی میباشد. با توجه به مطالعات پیشین در دسترس، کامپوزیت سیلیکونکارباید/تیتانیوم جهت اعتبارسنجی و مقایسه با دادههای تجربی مورد توجه قرار میگیرد. اثر درصد حجمی الیاف در روند پیشروی آسیب مورد مطالعه قرار میگیرد. نتایج نشان میدهند که با افزایش بارگذاری طولی و عرضی، متغیر آسیب در جهات الیاف وعمود بر الیاف رشد کرده و مدول یانگ طولی و عرضی مؤثر کامپوزیت کاهش مییابد. همچنین نتایج تأیید میکنند که در بارگذاری طولی و درنظرگیری آسیب غیرایزوتروپ، پیشروی آسیب در جهت الیاف بیشتر از رشد آن در جهت عمود برالیاف میباشد، در حالیکه تحت بارگذاری عرضی رشد آسیب در جهات عمود بر الیاف سریعتر است.
The aim of this paper is investigation of progressive damage in a metal matrix composite lamina using coupling of micromechanical method and continuum damage mechanics viewpoint. The micromechanical method is a representative volume element based method known simplified unit cell method which possesses the capability of investigating of progressive damage and plastic behavior in the representative volume elements. The studied damage is isotropic and anisotropic based on continuum damage mechanics viewpoint. Under investigation composite system is Carbon/Aluminum composite. The matrix behavior is considered as isotropic and elastoplastic and the fiber behavior is transversely isotropic and elastic. The fiber arrangement within the matrix is regular. The matrix elastoplastic behavior model is included as bi-linear behavior and solution method is successive approximation method. According to available previous studies, Siliconcarbide/Titinium composite system is noticed for validation and comparison with experimental data. Also the effect of fiber volume fraction on the damage progression routine is studied. The results show that by increasing the longitudinal and transverse loadings, the damage variable grows in the fiber direction and perpendicular to the fiber direction and the axial and transverse Young's modulus decrease subsequently. Also the results prove that in longitudinal loading, considering anisotropic damage, damage progression in the fiber direction is more than its growth in perpendicular to the fiber direction. Whereas, under transverse loading, damage growth in perpendicular to the fiber direction is faster.
کامپوزیت زمینه فلزی,مکانیک آسیب پیوسته,میکرومکانیک,آسیب غیرایزوتروپ
Matrix metal composite,Continuum damage mechanics,Micromechanics,Anisotropic damage
65
74
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-5724&slc_lang=fa&sid=15
Hosein
Mohammad Roknabadi
حسین
محمّدی رکن آبادی
100319475328460063494
100319475328460063494
No
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
Mohammad Javad
Mahmoodi
محمد جواد
محمودی
100319475328460063495
100319475328460063495
Yes
دانشگاه شهید بهشتی، پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی