کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6708589 502946 2014 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
The effect of moisture ingress on through-thickness residual stresses in unsymmetric composite laminates: A combined experimental-numerical analysis
ترجمه فارسی عنوان
تأثیر رطوبت بر تنشهای باقی مانده از طریق ضخامت در ورقه های کامپوزیت نامتقارن: یک تجزیه و تحلیل عددی آزمایش ترکیبی
کلمات کلیدی
کامپوزیت پلیمر، ورقه های نامتقارن، استرسهای باقی مانده، رطوبت ورودی، رفتار چند ثبات،
ترجمه چکیده
برخی از ورقه های کامپوزیت پلیمری ماتریس نامتقارن رفتار چند پایدار را نشان می دهند که می تواند فرصت های ساختارهای کامپوزیتی را فراهم کند. شناخته شده است که تنش های باقی مانده از طریق ضخامت در ورقه های تولید نامتقارن در طول فرایند تولید معرفی می شوند. در این تحقیق، یک تحلیل ترکیبی تجربی-عددی برای بررسی تاثیر رطوبت روی ورقه های کامپوزیت نامتقارن با تحلیل تنش های باقی مانده از ضخامت در شرایط خشک و اشباع ارائه شده است. طیف وسیعی از ورقه ورقه های متقاطع نامتقارن با استفاده از مواد پیش سازه ای اپوکسی کربنی تولید می شود. سپس ورقه ورقه ها در آب تا اشباع کامل غوطه ور شدند. منحنی های کوپن های آزمون خشک و اشباع اندازه گیری شد و در مقایسه با مقدار تاثیر رطوبت بر روی شکل های ورقه ورقه های نامتقارن مقایسه شد. علاوه بر این، یک مدل عنصر محدود برای پیش بینی انحنای اندازه گیری آزمایشگاهی لمینیت خشک ایجاد شده است. با کالیبره کردن مدل عددی، تنش های باقی مانده از طریق ضخامت برای شرایط مختلف لبه های متقاطع ناهموار مورد تحلیل قرار گرفت. سپس مدل خشکی کالیبراسیون شده برای توسعه یک مدل عددی وابسته به رطوبت به منظور ترکیب اثر نفوذ رطوبت بر شکل ورقه ورقه های نامتقارن گسترش یافت. مدل وابسته به رطوبت با انحنای اندازه گیری آزمایشگاهی کالیبراسیون شد و سپس برای پیش بینی تنش های باقی مانده از طریق ضخامت در ورقه های کروی کاملا نامتقارن اشباع شد. نشان داده شده است که ورودی رطوبت می تواند به طور قابل توجهی تحت تاثیر تنش های باقی مانده ضخامت و به این ترتیب شکل ورقه های نامتقارن تاثیر گذارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
پیش نمایش مقاله
تأثیر رطوبت بر تنشهای باقی مانده از طریق ضخامت در ورقه های کامپوزیت نامتقارن: یک تجزیه و تحلیل عددی آزمایش ترکیبی
چکیده انگلیسی
Some unsymmetric polymer-matrix composite laminates show multi-stable behaviour, which can provide opportunities for morphing composite structures. It is known that through-thickness residual stresses are introduced in unsymmetric laminates during the manufacturing process. In this research work, a combined experimental-numerical analysis is proposed to study the effect of moisture ingress on unsymmetric composite laminates by analysing through-thickness residual stresses at dry and saturation states. A range of unsymmetric cross-ply laminates were manufactured using carbon-fibre epoxy pre-preg material. The laminates were subsequently immersed in water to full saturation. The curvatures of dry and saturated test coupons were measured and compared to quantify the effects of moisture ingress on the shapes of the unsymmetric laminates. In addition, a finite element model was developed to predict the experimentally measured curvatures of the dry laminates. By calibrating the numerical model, the through-thickness residual stresses were analysed for different unsymmetric cross-ply layup conditions. The calibrated dry model was then extended to develop a moisture-dependent numerical model in order to incorporate the effect of moisture ingress on the shapes of unsymmetric laminates. The moisture-dependent model was calibrated with the experimentally measured curvatures and then used to predict the through-thickness residual stresses in the fully saturated unsymmetric cross-ply laminates. It is shown that moisture ingress can considerably influence through-thickness residual stresses and thus the shapes of unsymmetric laminates.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composite Structures - Volume 107, January 2014, Pages 502-511
نویسندگان
, , ,