مقایسه تحلیل فرآیند نفوذ روی کامپوزیت الاستومری2 لایه با کامپوزیت ترموست با استفاده از معادلات جذب انرژی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آموزشی دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت مدرس شهر تهران

2 تربیت مدرس

3 تربیت مدرس-مهندسی مکانیک

4 طراحی کاربردی، دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

هدف این مقاله ارائه مدل تحلیلی برای تحلیل فرآیند نفوذ پرتابه های استوانه ای سر‌کروی در هدف کامپوزیت کولار/ الاستومر2لایه و مقایسه آن با مواد مرکب کولار/ اپوکسی با بهره گیری از روش انرژی می باشد. بدین منظور، معادلات جذب انرژی برای مواد خطی و غیرخطی به عنوان معیاری برای عملکرد پارچه تقویت شده با ماتریس به طور تحلیلی مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این مدل پیش بینی شده، جذب انرژی لایه اول در جذب انرژی لایه دوم تاثیر محرزی داشته که وابستگی رفتار بالستیک لایه اول نسبت به لایه دوم این کامپوزیت را‌ در طول برخورد نشان می‌دهد. مؤلفه‌های جذب انرژی شامل تشکیل مخروط پشت هدف، انرژی جنبشی کشش در الیاف ثانویه، انرژی جنبشی کشش در الیاف اولیه، انرژی جذب شده ناشی از لایه لایه شدگی، انرژی جذب شده ناشی از ترک ماتریس و انرژی جذب شده ناشی از سوراخ برشی در نظر گرفته شده است و محاسبه انرژی جذب شده توسط هریک از این مکانیزم‌ها در طول مدت برخورد صورت می گیرد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان دهنده تأثیر مثبت استفاده از الاستومر نسبت به ماتریس ترموست در جذب انرژی پانل کامپوزیتی می‌باشد. همچنین، به منظور بررسی صحت نتایج حاصل از این تحلیل با نتایج تجربی موجود در سایر پژوهش ها نیز مقایسه گردیده است که بیانگر مطابقت بالای نتایج تحلیلی با نتایج تجربی می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of penetration process of 2-layer elastomeric composite with thermoset composite using energy absorption equations

نویسندگان [English]

  • Seyedeh Samaneh Asemani 1
  • gholamhossain Liaghat 2
  • Hamed Ahmadi 3
  • Yavar Anani 2
  • Amin Khodadadi 4
1 Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Jalal- e Al-e Ahmad Highway, Tehran, Iran.
2 Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Jalal- e Al-e Ahmad Highway, Tehran, Iran.
3 تربیت مدرس-مهندسی مکانیک
4 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The purpose of this paper is to present an analytical model for analyzing the penetration process by aspherical noseshape cylindrical on the kevlar/elastomer and the kevlar/epoxy composites and comparing them with each other using the energy method. To investigate this issue, energy absorptionequations forlinear andnonlinear materials are analyzed as a criterion for the performance of matrix-reinforced fabric. In this predicted model, the dependence of the ballistic behavior of the first and second layers of the composites on each other during the impact is considered. In this presented model, the components of energy absorption include the initial kinetic energy of the projectile, the kinetic energy of the projectile, the kinetic energy of the composite cone ahead of the tip of the projectile, the energies absorbed by primary and secondary yarns, the energies absorbed by the delamination among the layers and the cracking of the matrix, the energy dissipated by plugging of the layers is calculated during impact. The results of this study show a positive effect of elastomer use on thermoset matrix in composite. Also, analytical results are validated with the experimental results of previous studies and the perturbation analysis is done to examine the reason for error.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Theoretical analysis
  • absorbed energy
  • rubber
  • kevlar fabric
  • Elastomeric composite