مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل پارامترهای مؤثر در ساختار کامپوزیت آکستیک تقویت‌شده چندلایه‌ای متعامد به روش المان محدود

نویسندگان
دانشگاه حکیم سبزواری
چکیده
در این مقاله، با استفاده از روش المان محدود، رفتار نوع جدیدی از کامپوزیت آکستیک (کامپوزیت با ضریب پواسون منفی) که از الیاف پلی‌استر ولوله‌های ABS به‌عنوان تقویت‌کننده و فوم پلی‌اورتان به‌عنوان ماتریس، تشکیل‌شده است، موردبررسی قرارگرفته شده است. همچنین، اثرات ضریب پواسون منفی و رفتار مکانیکی کامپوزیت آکستیک تحت‌فشار شبه‌استاتیک بررسی و با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است. توافق خوبی بین نتایج وجود دارد. از نمودار تنش برحسب کرنش، نتیجه‌گیری می‌شود که رفتار این نوع کامپوزیت در کرنش‌های بالاتر همانند مواد میرا کننده عمل می‌کند؛ و با توجه به خواص خاص کامپوزیت آکستیک، ازجمله مقاومت برشی بالا و مقاومت در برابر فرورفتگی و چقرمگی شکست، پتانسیل کاربردی بالا در صنایع مختلف دارد. در این تحقیق پارامترهای مؤثر دررسیدن به ضریب پواسون منفی بیشتر کامپوزیت آکستیک موردبررسی قرارگرفته شده است. این پارامترها، شامل چگالی فوم، جنس و قطر لوله‌های ABS، فاصله بین لوله‌های ABS می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که کاهش چگالی فوم و کاهش فاصله بین لوله‌های ABS در ابتدا، تا رسیدن به یک مقدار بحرانی سبب افزایش ضریب پواسون منفی شده و سپس کاهش پیدا می‌کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analysis of effective parameters of auxetic composite structure made with multilayer orthogonal reinforcement by finite element method

نویسندگان English

Mohsen Safikhani Nasim
Ehsan Etemadi
چکیده English

In this paper, the behavior of a new type of auxetic composite (composite with negative Poisson’s ratio) consisted of polyester fibers and ABS tubes as reinforcement as well as polyurethane foam as matrix was investigated by finite element method. Furthermore, the effect of negative Poisson’s ratio and mechanical properties of auxetic composite under quasi-static pressure were analyzed and the results were compared with the published experimental works. Good agreements were found between the results. Considering stress-strain diagram, it is concluded that this type of composite can operate as a damping material due to the specific properties such as high shear strength, indentation strength toughness. So, the foresaid properties make them a great choice with high potential application in various industries. Also, the ways to get the effective parameters to achieve more negative Poisson’s ratio were investigated. The parameters include the foam density as well as material, diameter and distances between ABS tubes. The results show that with decreasing foam density and decreasing distances between ABS tubes, the negative Poisson’s ratio increases at first to reach the critical value and then decreases.

کلیدواژه‌ها English

Negative Poisson’s ratio
finite element method
Multilayer orthogonal composite
Auxetic structure
Quasi-static loading