تحلیل غیرخطی رفتار ترمومکانیکی مواد مرکب فعال شده بوسیله الیاف آلیاژ حافظه دار
Abstract
رفتار عمومی ترمومکانیکی مواد مرکب تقویتشده با الیاف آلیاژ حافظهدار با استفاده از یک روش تحلیلی میکرومکانیکی سهبعدی بهمنظور درنظرگرفتن اثر فعالشدن الیاف پیشبینی میشود. کامپوزیت بهواسطه این روش میکرومکانیکی میتواند تحت بارگذاریهای عمومی مکانیکی شامل بارگذاری عمودی و برشی و همچنین حرارتی قرار بگیرد که نهایتاً سبب فعالشدن الیاف آلیاژ حافظهدار در زمینه پلیمری میگردد. با توجه به قابلیتهای مدل میکرومکانیکی ارائه شده، آرایش الیاف در زمینه بهصورت توزیع مریعی شبیهسازی میگردد. المان حجمی نمایندهی کامپوزیت از دو فاز شامل الیاف آلیاژ حافظهدار و زمینه پلیمری تشکیل میشود و تحت بارگذاری مکانیکی چرخهای محوری قرار میگیرد. بهمنظور نمایش اثر فعالشدن الیاف بر پاسخ کلی کامپوزیت، رفتار زمینه پلیمر بهصورت الاستیک در نظر گرفته میشود و الیاف آلیاژ حافظهدار به صورت غیرخطی غیرالاستیک بر اساس مدل سه بعدی لاگوداس شبیهسازی میگردد. این مدل قادر پیشبینی اثرات استحاله فاز آلیاژ حافظهدار و رفتار سوپرالاستیک آنها میباشد. در راستای بسط معادلات ترمومکانیکی آلیاژ حافظهدار در مدل سلول واحد، از روش حل عددی غیرخطی نیوتن- رافسون استفاده میگردد. در قسمت نتایج ابتدا اثرات پارامترهای مهم بر پاسخ ترمومکانیکی کامپوزیت بررسی میگردد و سپس پاسخهای ترمومکانیکی کامپوزیت در دو بازه دمایی زیاد و کم نشان داده میشود و اثر فعالشدن سیم آلیاژ حافظهدار درون کامپوزیت نمایش داده میشود. نتایج بیانگر این نکته میباشند که با افزایش دما کرنش باقیمانده در باربرداری مکانیکی در کامپوزیت کاهش مییابد بهگونهای که هنگامی که دما بالاتر از ناحیه اتمام تشکیل آستنیت باشد کرنش باقیمانده در کامپوزیت به صفر میل میکند. مقایسه نتایج تحقیق حاضر با تحقیقات موجود در دسترس پیشین، تطابق بسیار خوبی را نشان میدهد.