پديد آورنده :
عليخاني، آرمان
عنوان :
مدلسازي اجزاي محدود ماده تركيبي فولاد-CFRP در مقياس مزو
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 70 ص، مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
رضا جعفري ندوشن، پيمان مصدق
توصيفگر ها :
مدل سازي اجزاي محدود ميكرومكانيكي , ماده تركيبي فولاد-CFRP , استحكام كششي , توزيع وايبل
استاد داور :
محمد سيلاني، عباس قايي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/05/01
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/05/01
چكيده فارسي :
چکیده امروزه کامپوزيتها با دارا بودن مزايايی همچون سکفتی واستحکام مخصوص باال کاربرد گستردهای در بسیاری از صنايع يافتهاند در کنار اين مزايا نقاط ضکعفی همچون شکست ترد و کرنش شکست پايین اين مواد باعث استفاده از راهکارهايی همچون کنار هم گذاشتن مواد و اتصکال آنها با يکديگر در برخی از کاربردها شکده اسکت با کنارهم قرار دادن کامپوزيت الیاف پیوسکته کربن در کنار فوالد در ک ک عین افزايش سکفتی و اسکتحکام میتوان مشکل کرنش شکست پايین کامپوزيت را برطرف نمود از سوی ديگر رفتار پیچیده اين مواد در اثر ناهمسانگردی و چنداليه بودن موجب پیچیدگی و عدم اطمینان باال در روشهای تحلیلی به منظور بررسی استحکام اين مواد میشود لذا مدلسککازیهای اجزای محدود در مقیاس مزو و میکرو با گسککترش ابزارهای مدلسککازی و محاسککباتی به عنوان راهکار موثرتری برای بررسککی رفتار اين مواد مطرح شککدند در اين پژوهش مدل سککازی اجزای محدود ماده ترکیبی فوالد کامپوزيت الیاف پیوسککته کربن در مقیاس مزو به منظور بررسکککی اسکککتحکام و کرنش نهايی در آزمون کشکککش سکککاده مورد بررسکککی قرار میگیرد بدين منظور در نرم افزار آباکوس و با اسککتفاده از کدنويسککی زبان پايتون مدل مدنظر تولید میشککود مدل تولید شککده دارای ويژگیهايی همچون توزيع تصککادفی الیاف برای کسکر حجمی موردنظر اعمال شرايط مرزی تناوبی شبکهبندی مناسب برای اعمال شرايط مرزی تناوبی و ساير گامهای مورد نیاز برای ايجاد مدل درون نرمافزار آباکوس میباشد عالوه بر اين معادالت ساختاری مناسب برای الیاف کربن تحت کشش در محدوده االسکتیک شککسکت با اسکتفاده از زيربرنامه UMAT در نرمافزار آباکوس کد نويسکی میشود در اين معادالت ساختاری معیار تعريف شده برای شکست لیف کربن بر اساس کرنش بوده و پیشروی شکست نیز بر مبنای شکست ترد انجام میگیرد با توجه به آن که الیاف کربن دارای اسککتحکامهای متفاوت در محدودهای گسککترده منطبب بر توزيع وايبل میباشککند اين مسککاله نیز در مدلسککازی در نظر گرفته میشود بر اسکاس نتايج اين پژوهش مدلسکازی انجام گرفته قادر به پیشبینی سکفتی اسکتحکام و کرنش شککسکت CFRP و سفتی فوالد CFRP در جهت لیف میباشککد کرنش شکککسککت کامپوزيت الیاف کربن مشککارکت کننده در ماده ترکیبی افزايش معناداری نسککبت به کامپوزيت تنها دارد اين پديده در شکبیهسکازیهای اولیه مشکاهده نشکد به منظور بررسکی دقیبتر اين پديده فرضیههای اثر کرنش عرضی اعمال شده از فوالد بر رفتار رزين لیف و فاز میانی اثر فرآيند ساخت و تحمل بار توسط لیفهای شکسته شده مورد بررسی قرار گرفت بر اين اساس فرآيند ساخت ماده ترکیب اثر قابل توجهی بر روی رفتار اين ماده در راستای کشش محوری دارد کلمات کلیدی مدلسازی اجزای محدود میکرو مکانیکی ماده ترکیبی فوالد CFRP استحکام کششی توزيع وايبل
چكيده انگليسي :
70 Mesoscale Finite Element Modelling of the Steel CFRP Hybrid Arman Alikhani Arman alikhani@me iut ac ir Date of Submission 2019 06 26 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Reza Jafari Nedoushan rjafari@cc iut ac ir Peiman Mosaddegh mosadegh@cc iut ac ir Abstract Today Composite materials with their prominent characteristics like high specific stiffness andstrength have extended application in different industries Beside these advantages somedisadvanteges like brittle fracture and low failure strain leads to enhance their properties by puttingthem together with other materials and joining them together in some applications By puttingcarbon fiber reinforced composite beside steel the problem of the low fracture strain of compositewould be solved while the specific stiffness and strength would increase On the other hand thecomplicated behavior of composite materials as unisotropic and laminar material causecomplexities and uncertainities in analytical methods using for evaluating the strength Therefore by development of numerical modelling and computational tools finite element modelling in mesoand micro scale is used as an effective way to investigate the strength of composites In thisresearch finite element modelling of steel continious carbon fiber composite hybrid in mesoscalewill be done to investigate the ultimate strength and strain in simple uniaxial test So the modelwill be produced by using python scripting in ABAQUS software The model has specificationslike random distriburion of fibers to reach the specified volume fraction periodic boundarycondition appropriate meshing in order to applying periodic boundary condition and other requiredsteps to be implemented in ABAQUS In addition suitable constitutive equation for carbon fiber inelastic fracture mode will be defined using ABAQUS subroutine UMAT In the constitutiveequations the strain based fracture criterion is used and fracture evolution is evaluated based onbrittle fracture Also carbon fiber strength distribution according to the Weibull probabilitydistribution is considered in the modelling According to the results the model can predict the stiffness fracture strength and strain ofCFRP and also stiffness of steel CFRP hybrid in fiber direction The fracture strain of carbon fibercomposite contributing in steel CFRP hybrid shows meaningful increase in comparison withvirgin CFRP Current simulations could not predict this phenomenon however to find out thereason of this phenomenon the effect of applied transverse strain from steel on resin fiber andinterphase behavior the effect of production method and the effect of load carrying by fracturedfibers are investigated It can be concluded that the production method of steel CFRP hybrid hasconsiderable effect on the behavior of hybrid in fiber direction by applying uniaxial tension loading Keywords Finite element micromechanical modelling steel CFRP hybrid tensile strength Weibulldistribution
استاد راهنما :
رضا جعفري ندوشن، پيمان مصدق
استاد داور :
محمد سيلاني، عباس قايي
