تحقیق مراحل حل مساله پروژه

1- تعریف نوع المان

برای تحلیل مواد مركب ANSYS المانهای،SHELL63، SOLID46، SHELL99، SHELL 91 تعریف شده اند كه بسته به نیاز می توان هر یك از آنها را استفاده كرد.

SHELL 99

این المان از نوع نقطه ای و یك المان سه بعدی با 6 درجه آزادی (RotZ و Roty و Rotx و Uz و Uy و Ux) در هر نقطه می باشد. این المان طراحی شده تا بوسیله آن صفحاتی با ضخامت كم و یا متوسط و سازه های پوسته ای با ضریب افزایش ضخامت 10 برابر و یا بیشتر را مدل سازی كند. البته برای سازه هایی با ضریب ضخامت كمتر می توان از المانهای Solid 46 و Shell 91، استفاده كرد. همچنین این المان اجازه می دهد تا 100 لایه با ضخامت یكسان داشته باشیم و در صورتی كه بیش از 100 لایه احتیاج باشد می توان ماتریس مواد را به صورت دستی وارد ساخت و همچنین این المان اجازه می دهد تا محاسبات معیار شكست نیز انجام شود.

SHELL 91

این المان شبیه المان Shell 99 می باشد با این تفاوت كه تنها اجازه ایجاد 16 لایه به پایین را می دهد و قابلیت دریافت ماتریس مواد را ندارد، البته این المان ویژگی این را دارد تا رفتار پلاستیك و رفتار تحت فشارهای بزرگ را تحلیل كند كه Shell 99 قادر به تحلیل آن نمی باشد.

Solid 46

این المان یك نسخه از المان Solid 45 می باشد كه برای تحلیل مواد مركب به صورت لایه ای تعریف شده است و دارای 8 نقطه، المان حجمی سه بعدی و دارای سه درجه آزادی (Uz، Uy، Ux) می باشد این المان طراحی شده تا بوسیله آن بتوان صفحات و اجسام لایه ای متشكل از مواد مركب را مدلسازی كرد و می توان تا 100 لایه را در هر المان بوجود آورد. یكی از ویژگیهای این المان این است كه می توان مقدار زیادی المان را روی هم قرار داد تا بتوان بیش از 100 لایه را نیز مدل كرد و به این ترتیب اجازه انجام تغییر شكلهای درون لایه ای شیبدار ناپیوسته داده می شود[1]. همچنین وارد كردن ماتریس خواص مواد تشكیل دهنده نیز در این المان فعال می‌باشد.

این المان دارای یك سختی موثر در محورهای متقاطع می باشد كه اجازه تنشهای غیر صفر، تنش و كرنش و جابجایی در محورهای متقاطع را می دهد و همچنین معیارهای شكست می تواند تعیین شده باشد.

در این پروژه به علت شكل و خواص فیزیكی نمونه، از المان Solid 46 استفاده شده است.

[1]  Through – the thickness deformation slope discontinuities

...

روش كششی

این روش یك فرایند پیوسته است كه برای قطعاتی كه دارای سطح مقطع یكنواخت و ثابت می باشند استفاده می شود. قطعات سازه ای، تیرها، كانالهای لوله، تیوب، چوبهای ماهیگیری و… از این نوع قطعات می باشند.

در این روش رشته های فایبرگلاسی به صورت پیوسته، پارچه های حصیری یا به صورت پرده ای در حمام رزین آغشته می شوند و  در نهایت از داخل یك قالب فولادی توسط یك مكانیزم كششی به بیرون كشیده می شوند كه در این فرایند وظیفه شكل دادن به رزین و كنترل نسبت رزین به الیاف را دارا می باشد. در این روش قالب توسط نیروی الكتریكی و یا به وسیله روغن گرم می شود تا رزین عمل آوری شود (شكل بگیرد).

مواد مورد استفاده در كامپوزیتها

رزینها:

رزینها وظیفه نگهداری و انتقال بار به الیاف را دارا می باشند و همینطور الیاف را از اثرات محیط دور نگه می دارند در حالت عمومی دو نوع رزین وجود دارند كه شامل ترموپلاستیكها و ترموستها می باشند.

رزینهای ترموست به كمك یك شروع كننده یا حرارت از شكل مایع به جامد تبدیل می شوند كه این تبدیل بازگشت ناپذیر می باشد اما رزینهای ترموپلاستیك ذوب شده و شكل داده می شوند و پس از آن كه به حالت جامد تبدیل شدند بازهم می توانند حرارت دیده و ذوب شده و تغییر شكل یابند كه به این نوع، بازگشت پذیر می گویند.

از انواع ترموپلاستیكها می توان اغلب پلاستیكهای خانگی مانند نایلون پلی استیرن پلی اتیلن، اكریلیك و بسیاری از تركیبات پلاستیكی دیگر نام برد.از ترموستهای معروف می توان به رزینهای پلی استر، وینیل استرو اپاكسیها اشاره كرد.

رزینهای ترموست:

رزینها را باید براساس عملكرد آنها، سازگاری با فرایندهای قالبگیری و هزینه انتخاب كرد از رزینهای ترموست متداول در صنعت می توان رزینهای زیر را نام برد: 1- پلی استر (اشباع نشده) 2- وینیل استر 3- اپاكسی 4- پلی اوره تان 5- اكریلیك.

رزینهای پلیمری را می توان با گروه اصلی آنها شناخت، گروه اصلی همان مواد پایه تركیبی جهت تولید آن رزین می باشد برای مثال رزین پلی استر شامل گروه اصلی زیر می باشد.