بررسی تجربی و عددی ضربه بالستیک روی اهداف چندلایه ای الیافی فلزی glare

چندلایه های الیافی فلزی با تقویت کننده های رشته ای (fml) نسل جدیدی از کامپوزیت های هیبریدی هستند که متشکل از لایه های فلزی نازک به همراه لایه های کامپوزیتی می باشند. glare دسته-ای از این گروه است که در سازه های پیشرفته هوا فضایی بکار می رود. این چندلایه ها متشکل از صفحات نازک آلومینیومی به همراه صفحات کامپوزیتی از جنس شیشه و اپوکسی است. مقاومت بالای این ماده در مقابل خستگی و ضربه باعث شده است که کاربرد فراوانی در صنایع هوافضا داشته باشد. در این پایان نامه دو سری آزمایش انجام شده است که در سری اول آن تاثیر نسبت ضخامت ورقهای آلومینیوم به ضخامت لایه های کامپوزیتی و در سری دوم تاثیر تغییر ضخامت ورقهای آلومینیوم در لایه های مختلف بر سرعت حد بالستیک و انرژی نفوذ مخصوص (انرژی نفوذ بر واحد چگالی سطح) بررسی شده است. برای سری اول آزمایشها glare با دو لایه آلومینیوم و برای سری دوم، glare با سه لایه آلومینیوم انتخاب شده و برای کاهش تعداد آزمایشها در سری دوم، از طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شده است. در ساخت قطعات از لایه های آلومینیومی 2024-t3 و الیاف شیشه تکجهته نوع e و رزین اپوکسی و سخت کننده سردکار و روش لایه گذاری دستی استفاده شده است. پس از لایه گذاری نیز قطعات زیر پرس و تحت فشار قرار می گیرند. در نهایت نمونه های ساخته شده، با استفاده از دستگاه تفنگ گازی تست ضربه بالستیک می شوند. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در یک چندلایه ای با تعداد لایه های آلومینیوم و شیشه ـ اپوکسی یکسان، هر چه لایه های آلومینیوم نازکتر و لایه های شیشه ـ اپوکسی ضخیمتر باشند، انرژی نفوذ مخصوص بیشتر بوده و قطعه بهینه تر است. همچنین این نتیجه بدست آمده است که در یک glare سه لایه برای افزایش سرعت حد بالستیک آن، بایستی دو لایه جلو و پشت نازک و لایه میانی ضخیم باشد. اما برای داشتن مقاومت بیشتر در عین سبک بودن، یعنی انرژی نفوذ مخصوص بالاتر داشتن، بایستی هر سه لایه نازک باشد. در ضمن با استفاده از نتایج، افزایش مقاومت الیاف شیشه در نرخ کرنشهای بالا نیز نشان داده شده است. در ادامه با استفاده از نرم افزار ls-dyna ضربه بالستیک بر روی چندلایه ای glare شبیه سازی شده و نتایج آن با نتایج عملی یک نمونه آزمایش مقایسه شده است.