Προσομοίωση δυναμικής απόκρισης σε σύνθετο υλικό τρισδιάστατης πλέξης με χρήση πεπερασμένων στοιχείων

• Κύριος συγγραφέας: Αυγουστή, Κατερίνα
• Άλλοι συγγραφείς: Avgousti, Katerina
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2023
• Θέματα: Μέθοδος δοκιμής Split Hopkinson (SH); Συνθετικό υλικό τρισδιάστατης πλέξης; Μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων; Δυναμική απόκριση υλικών; Split Hopkinson testing method (SH); Dynamic material response; 3D woven composite material; Finite element model

Στα πλαίσια χαρακτηρισμού ενός συνθέτου υλικού τρισδιάστατης πλέξης (3D woven) που αποτελείται από εποξική μήτρα ενισχυμένη με ίνες άνθρακα, εκτελέστηκαν δυναμικά πειράματα εφελκυσμού και διάτμησης με τη συσκευή δοκιμών υψηλού ρυθμού παραμόρφωσης Split Hopkinson, με προσανατολισμό ινών 0ο και 90ο μοιρών. Τα δοκίμια με προσανατολισμό ινών στις 0° δεν αστόχησαν, παρουσιάζοντας υψηλότερη αντοχή από τα δοκίμια με προσανατολισμό ινών στις 90°. Στην συνέχεια υλοποιήθηκε ένα υπολογιστικό μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων με χρήση του λογισμικού LS-Dyna, προσομοιώνοντας τη δυναμική απόκριση του συνθέτου υλικού, για την δημιουργία της καμπύλης τάσης – παραμόρφωσης και τον χαρακτηρισμό του υλικού. Η ανάλυση περιλαμβάνει δύο κατηγορίες φορτίων, μία που αντιστοιχεί στο φορτίο της πειραματικής διαδικασίας, αλλά και για μεγαλύτερα φορτία για την πλήρη διερεύνηση της δυναμικής απόκρισης του υλικού. Στο υπολογιστικό μοντέλο το δοκίμιο δεν αστόχησε κατά το πρώτο παλμό, παρουσίασε επίσης υψηλότερη αντοχή, όπως και στο πείραμα του εφελκυσμό με προσανατολισμό ινών 0°. Όταν το υπολογιστικό μοντέλο υποβλήθηκε σε υψηλότερα φορτία κατά την προσομοίωση του πειράματος έφτασε σε αστοχία, παρουσιάζοντας υψηλή ανοχή στην καταπόνηση, γεγονός που υποδηλώνει την πιθανή καταλληλόλητά του για εφαρμογές υψηλής αντοχής σε βιομηχανίες όπως η αεροδιαστημική ή η αυτοκινητοβιομηχανία