Προσομοίωση της διεργασίας αποσυναρμολόγησης κατασκευών από σύνθετα υλικά με τη μέθοδο κρουστικού κύματος laser
Loading...
Date
2024-02-27
Authors
Μαζαράκης, Κλήμης Θάνος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Τα νέα πτερύγια κινητήρων αεροσκαφών είναι κατασκευασμένα από σύνθετα υλικά τρισδιάστατης πλέξης και ενσωματώνουν ένα προστατευτικό μεταλλικό στρώμα στην μπροστινή άκρη. Το τέλος του κύκλου ζωής αυτών των κατασκευών περιλαμβάνει περίπλοκες διαδικασίες αποσυναρμολόγησης και ανακύκλωσης. Στην παρούσα εργασία, διερευνάται η μέθοδος κρούσης με λέιζερ ως μια φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος αποσυναρμολόγησης. Σε αυτό το πλαίσιο εξετάζεται η προσομοίωση της διεργασίας σε καμπύλες γεωμετρίες και εφαρμόζεται η μέθοδος αποσυναρμολόγησης σε ένα τμήμα της γεωμετρίας ενός πτερυγίου κινητήρα αεροσκάφους. Η μοντελοποίηση των κατασκευών πραγματοποιήθηκε με χρήση του πακέτου πεπερασμένων στοιχείων LS-DYNA. Συγκεκριμένα η προσομοίωση του σύνθετου υλικού τρισδιάστατης πλέξης έγινε με χρήση ενός μοντέλου προοδευτικής βλάβης, με κριτήρια αστοχίας τύπου Hashin, το οποίο ενσωματώνει συντελεστές για την επιρροή του ρυθμού παραμόρφωσης. Το στρώμα τιτανίου αξιοποιεί το μοντέλο πλαστικής συμπεριφοράς Johnson-Cook σε συνδυασμό με την καταστατική εξίσωση Grüneisen ενώ η για τη προσομοίωση της σύνδεσης γίνεται χρήση στοιχείων ζώνης συνοχής.
Η μεθοδολογία προσομοίωσης απαρτίζεται από δύο μέρη. Αρχικά γίνεται σύγκριση μιας καμπύλης πλάκας με μια επίπεδη, οι οποίες φορτίζονται με έναν συμμετρικό παλμό laser, με σκοπό την παρακολούθηση διαφορών στη διάδοση του κύματος και της παραγόμενης βλάβης στη διεπιφάνεια. Στη συνέχεια χρησιμοποιείται ένα τμήμα της γεωμετρίας του πτερυγίου ενός κινητήρα, στην οποία εφαρμόζεται μια επαναληπτική διαδικασία διπλού παλμού laser, με σκοπό τη διερεύνηση της χρήσης της μεθόδου σε μια πραγματική κατασκευή.
Description
Keywords
Μέθοδος κρούσης με laser, Αποσυναρμολόγηση, Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων, Σύνθετα υλικά τρισδιάστατης πλέξης, Μέθοδος ζώνης συνοχής, Μοντελοποίηση προοδευτικής βλάβης