جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای پیمان گراوند)

موضوع: ساخت و مطالعه عددی و تجربی رفتار فشاری سازه­ های ترکیبی مشبک کامپوزیتی بریدشده با ظرفیت جذب انرژی بالاتر

ارائه دهنده: پیمان گراوند

استادان راهنما: دکتر رضا جعفری ندوشن- دکتر علی لقمانی

استادان مشاور: دکتر محمد مهدی عابدی

استادان داور: دکتر محمد مشایخی- دکتر محمد سیلانی

چکیده:

مواد کامپوزیتی به دلیل وزن سبک و خواص مکانیکی برتر در صنایع مختلف از جمله هوافضا، خودروسازی و مهندسی عمران به‌طور گسترده استفاده می‌شوند. طراحی این مواد به‌صورت ساختارهای مشبک، به‌ویژه با خواصی نظیر ضریب پواسون منفی، قابلیت‌های مکانیکی منحصربه‌فردی ایجاد می‌کند. در این پژوهش، ساختارهای مشبک آگزتیک با استفاده از ورق‌های فلزی گسترش‌یافته و کامپوزیت‌های برید‌شده تولید شدند. فرآیند تولید شامل ساخت تک‌نمونه‌هایی از این مواد، تقویت لبه‌های آن‌ها با چسب و در نهایت اتصال این نمونه‌ها با نخ برای ایجاد ساختار نهایی بود. همچنین، به‌منظور بهبود مقاومت به کمانش موضعی و افزایش قابلیت جذب انرژی، از فوم به‌عنوان ماده تکمیلی در این سازه‌ها استفاده شد. برای ارزیابی عملکرد مکانیکی این ساختارها، آزمایش‌های فشاری شبه‌استاتیکی انجام و ویژگی‌هایی نظیر جذب انرژی، جذب انرژی ویژه، نیروی میانگین و بازده نیروی میانگین بررسی گردید. علاوه بر آن، شبیه‌سازی‌های عددی با استفاده از نرم‌افزار آباکوس انجام شد که در آن از المان پوسته و مدل آسیب هاشین برای نمونه‌های کامپوزیتی و رفتار الاستیک-پلاستیک برای نمونه‌های فلزی استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که ترکیب ساختارهای آگزتیک و کامپوزیتی می‌تواند به بهبود عملکرد مکانیکی منجر شود. افزودن فوم به ساختارهای مشبک تأثیر قابل‌توجهی در افزایش جذب انرژی و کاهش کمانش موضعی داشت، به‌ویژه در نمونه‌های کامپوزیتی که عملکرد آن‌ها در جذب انرژی تا سه برابر بهبود یافت. با این حال، استفاده از فوم منجر به افزایش وزن سازه شد که کاهش جزئی در انرژی جذب شده ویژه را به همراه داشت. تقویت سازه‌ها با چسب نیز توانست در برخی مراحل بارگذاری نیروی بیشینه را افزایش دهد. شبیه‌سازی‌های عددی نیز مطابقت خوبی با داده‌های تجربی نشان داده و کارایی مدل اجزای محدود در پیش‌بینی رفتار نیرو-تغییرمکان و ویژگی‌های جذب انرژی را تأیید کردند. این پژوهش با ارائه داده‌های تجربی و عددی جامع، نشان‌دهنده امکان طراحی و تولید سازه‌های سبک، مقاوم و با قابلیت جذب انرژی بالا برای کاربردهای پیشرفته صنعتی است.