جلسه ارزیابی جامع پژوهشی 2 (آقای علی حسین زاده)
موضوع: مطالعه میکرومکانیک آسیب مواد مرکب الیاف بلند شیشه/ اپوکسی به روش هم هندسی
ارائه دهنده: علی حسین زاده
استاد راهنما: دکتر محمدرضا فروزان
استاد مشاور: دکتر مهدی کاروان
استادان داور: دکتر حسین حسینی تودشکی- دکتر محمد مشایخی- دکتر رضا جعفری ندوشن- دکتر مهدی جوانبخت
چکيده
میکرومکانیک محاسباتی ابزاری کار‌آمد برای تحلیل و طراحی مواد به ويژه مواد مرکب است. به کمک این روش می‌‌توان تاثیر متغیرهای مختلف مانند نسبت های حجمی، توزیع الیاف در زمینه، حفره و ریز ترک را بر شکل‌گیری و رشد آسیب و تاثیر آن بر رفتار مکانیکی مواد مرکب بررسی کرد. اما هزینه بالای محاسبات و واگرایی حل که ریشه در ماهیت نرم شوندگی آسیب دارد چالشی جدی در به کارگیری این روش محسوب می شود. در پژوهش حاضر به منظور کاهش هزینه های محاسباتی، تلاش شده است با کمک گرفتن از توابع نربز، یک چهارچوب کاری هم هندسی در شبیه سازی 3 بعدی المان محدود میکرو مکانیک ماده مرکب شیشه/ اپکسی با الیاف بلند ارائه شود. مدل هم هندسی ارائه شده که در محیط نرم افزار متلب برنامه نویسی شده، قابلیت ترسیم دقیق هندسه و جدایش اجزای تشکیل‌دهنده از یکدیگر را فراهم کرده است. همچنین به دلیل تک وصله بودن مدل ارائه‌شده، امکان استفاده از آن برای المان حجمی نماینده به نسبه بزرگ میسر است. به منظور شبیه‌سازی آسیب در ماده زمینه از مدل آسیب عارفی و همکاران به دلیل مزیت آن در بازیابی انرژی شکست ورودی هنگام موضعی‌شدن آسیب و برای لحاظ نمودن آسیب در سطح مشترک الیاف و زمینه، از مدل المان چسبنده استفاده شده‌است. به منظور اجتناب از واگرایی حل، روش پایدارساز ویسکوز برای هردو مدل آسیب زمینه و اتصال الیاف و زمینه به کار گرفته شده است. برای اعمال این روش به مدل المان چسبنده، با تعریف یک تابع بارگذاری و پارامتر سطح آسیب و نسبت دادن خاصیت ویسکوزیته به پارامتر سطح آسیب، روابط جدید برای مدل المان چسبنده ویسکوز ارائه گردید. با ارزیابی حساسیت نتایج به شاخص لزجت، مقدار شاخص لزجت مناسب محاسبه‌شده و سپس با بررسی حساسیت شاخص لزجت مناسب به دیگر پارمترهای مدل المان چسبنده، مشاهده شد شاخص لزجت مناسب مستقل از پارامتر سفتی اولیه می‌باشد. این ویژگی، استخراج شاخص لزجت مناسب در شرایط مختلف را ساده می‌کند. مدل هم هندسی ارائه شده به یک المان حجمی نماینده شامل 25 لیف اعمال و نشان داده شد، استفاده از مدل مذکور به دلیل کاهش درجات آزادی مورد نیاز، کاهش هزینه های محاسباتی قابل توجهی به دنبال دارد. کلمات کليدی: میکرومکانیک مواد مرکب، تحلیل هم هندسی، المان محدود، توابع نربز، المان حجمی نماینده، روش پایدارساز ویسکوز