ارائه‌کننده: شهیده جان نثاری

استاد راهنما: دکتر غلامحسین لیاقت-دکتر حامد احمدی

استاد ناظر داخلی اول: دکتر غلامحسبن رحیمی

استاد ناظر داخلی دوم: دکتر اکبر علی بیگلو

استاد ناظر خارجی اول: دکتر مجتبی صدیقی

استاد ناظر خارجی دوم: دکتر هادی صبوری

تاریخ: 1405/06/29

ساعت: 13.30 

 مکان: دانشکده مهندسی مکانیک، طبقه اول، کلاس 154 

چکیده:

 در این پژوهش، رفتار یک چندلایه متشکل از آلومینیوم/لاستیک طبیعی تقویت‌شده با نانوآلومینا/GFRP/ آلومینیوم در برابر برخورد عمودی یک پرتابه فولادی با دماغه نیم‌کروی در شرایط ضربه سرعت بالا، بررسی شده است. هدف اصلی، توسعه یک چارچوب تجربی– عددی– تحلیلی برای تبیین سازوکارهای جذب انرژی و پیش‌بینی سرعت باقیمانده پرتابه با در نظر گرفتن اثر درصد نانوآلومینا در لایه الاستومری است. ده فرمولاسیون مختلف برای لایه لاستیکی، شامل ۰، ۰.۵، ۱، ۲، ۳.۵، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ درصد وزنی نانوآلومینا، بررسی شد و برای هر فرمولاسیون پنج تکرار آزمایش بالستیک انجام گرفت.

 مشخصه‌یابی رفتار الاستومر در نرخ کرنش بالا با داده‌های میله فشاری هاپکینسون انجام شد و ضرایب مونی–ریولین ویژه هر ترکیب در مدل‌های عددی و تحلیلی استفاده شدند. مدل اجزای محدود در LS-DYNA با پرتابه صلب و فصل مشترک‌های قابل جدایش توسعه یافت و توالی آسیب شامل تشکیل پلاگ در ورق آلومینیومی جلویی، جدایش و لایه‌لایه‌شدن، شکست موضعی GFRP، گلبرگی‌شدن ورق پشتی و گسیختگی الاستومر برای تدوین مدل تحلیلی مرحله‌ای به کار رفت. در مدل تحلیلی، شعاع تماس نیم‌کروی، جبهه موج، جرم مؤثر و ضرایب سازه‌ای در طول حل به‌روزرسانی می‌شوند و پاسخ الاستومر با انرژی کرنشی مونی–ریولین و مدل کاهش تدریجی مقاومت پس از آغاز آسیب تا جدایش کامل در معادله حرکت وارد می‌شود.

 اعتبارسنجی برای هر ده فرمولاسیون انجام شد و نتایج نشان دادند که هر دو مدل عددی و تحلیلی روند تغییر عملکرد با درصد نانوآلومینا را به‌صورت مشابه نشان می‌دهند. در مجموعه داده‌های حاضر، خطای میانگین درصد مطلق مدل تحلیلی نسبت به آزمایش حدود ۸.۷۰ درصد و خطای متناظر LS-DYNA حدود ۷.۴۷ درصد است. نتایج نشان می‌دهند که اثر نانوآلومینا یکنواخت و تک‌پارامتری نیست و برآیند عوامل مؤثری همچون تغییر سفتی، دامنه تغییرشکل، آستانه‌های گسیختگی و انرژی جذب‌شده است. چارچوب ارائه‌شده، ضمن حفظ تفسیر فیزیکی سازوکارها، ابزاری کم‌هزینه برای مطالعات پارامتریک و طراحی اولیه چندلایه‌های دارای لایه الاستومری فراهم می‌کند.