Μικρομηχανικό μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων για σύνθετα υλικά με διατάξεις υφαντών ινών για εφαρμογή σε προβλήματα κρούσης
Loading...
Date
2025-03-31
Authors
Παπαδόπουλος, Γεώργιος Ραφαήλ
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός μικρομηχανικού μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων για σύνθετα υλικά με διατάξεις υφαντών ινών, με σκοπό την εφαρμογή του σε προβλήματα κρούσης. Η μελέτη αφορά την αριθμητική διερεύνηση των ισοδύναμων μηχανικών ιδιοτήτων ενός υφαντού Αντιπροσωπευτικού Στοιχείου Όγκου (Α.Σ.Ο.), χρησιμοποιώντας μεθοδολογίες μικρομηχανικής ανάλυσης και ομογενοποίησης.
Το πρώτο κεφάλαιο παρέχει μια εισαγωγή στα υφαντά σύνθετα υλικά και τη σημασία της πολυμερούς μήτρας, καθώς και μια ανασκόπηση των αρχών της θεωρίας ελαστικότητας, της ομογενοποίησης και των περιοδικών συνοριακών συνθηκών. Στο δεύτερο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η βιβλιογραφική ανασκόπηση και διατυπώνεται το βασικό πρόβλημα της μελέτης, αναλύοντας την επίδραση του ρυθμού παραμόρφωσης στις μηχανικές ιδιότητες του υλικού.
Το τρίτο κεφάλαιο καλύπτει τη διαδικασία αριθμητικής μοντελοποίησης, περιγράφοντας τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του Α.Σ.Ο., την επιλογή ιδιοτήτων και τη διακριτοποίηση του πεπερασμένου πλέγματος. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, συγκρίνοντας τα αριθμητικά δεδομένα με πειραματικές μετρήσεις. Επιπλέον, εξετάστηκε η επίδραση του ρυθμού παραμόρφωσης, όπου διαπιστώθηκε ότι οι διατμητικές και εγκάρσιες ιδιότητες επηρεάζονται έντονα, ενώ η διαμήκης απόκριση παραμένει σταθερή. Η ανάλυση των τασικών πεδίων ανέδειξε κρίσιμες περιοχές πιθανής αστοχίας, όπως οι διεπιφάνειες μήτρας-θυσάνων, οι θύλακες μήτρας και οι περιοχές γεωμετρικών μεταβολών.
Το πέμπτο κεφάλαιο συνοψίζει τα βασικά συμπεράσματα και προτείνει μελλοντικές κατευθύνσεις έρευνας, όπως η μελέτη της επίδρασης της σχετικής θέσης των στρώσεων στις ιδιότητες πολυστρώτων υφαντών συνθέτων και η μικρομηχανική μοντελοποίηση σε επίπεδο νημάτων.
Description
Keywords
Υφαντά σύνθετα υλικά, Αντιπροσωπευτικό στοιχείο όγκου (Α.Σ.Ο.), Ρυθμός παραμόρφωσης, Μoντέλο πεπερασμένων στοιχείων, Προβλήματα κρούσης