چکیده
مشاهدات آزمایشگاهی مؤید رفتار وابسته به نرخ کرنشِ مواد کامپوزیت پارچهای بافته است؛ با این وجود هیچ اطلاعات ثابتی از توصیف و مدل‌سازی این رفتار در دسترس نیست. این مقاله نتایج آزمایشگاهی در زمینه رفتار خسارات وابسته به سرعتِ کامپوزیت‌های بافته را ارائه کرده و با استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی یکسان، کامپوزیت‌های پارچهای با سه ساختار فایبری متفاوت (یعنی بافت ساده، بافت‌های جناغی 2×2 و بافت‌های اطلسی هشت تار) و دو ماده متفاوت (یعنی کربن- پروکسی و کربن- BMI) را مورد مقایسه قرار می‌دهد. آزمایش‌های دینامیکی با نرخ کرنش بالا با استفاده از یک مدل کششی تجهیزات میله هاپکینسون انجام می‌شود. روی هم رفته 103 نمونه کشش محوری و کشش مورب تحت آزمایش قرار گرفته‌اند تا رفتار وابسته به نرخ کرنش این مواد مورد مطالعه و مقایسه قرار بگیرد. تجهیزات آزمایش و نتایج در این مقاله ارائه و مورد بحث قرار گرفته‌اند. به طور کلی، تنش حداکثر و مدول کششی و برشی اولیه بیشتری در آزمایش‌های دینامیکی نسبت به آزمایش‌های شبه استاتیکی ملاحظه می‌شود. همچنین مشاهده می‌شود که رفتار برشی کامپوزیت‌های بافته نسبت به رفتار کششی آنها وابستگی بیشتری به سرعت دارد.
کلیدواژه: کامپوزیت‌های پارچهای، نرخ کرنش بالا، خسارت.
1. مقدمه
کامپوزیت‌های پارچهای بافته شده به دلیل خواص متعادل درون صفحه‌ای، قابلیت تولید و مقاومت بالا در برابر ضربه کاربردهای سازه‌ای گسترده‌ای به دست آورده‌اند. دلیل آخر اشاره بر ضرورت توصیف و درک رفتار این کامپوزیت‌ها در نرخ کرنش بالا دارد. کاملاً مشهود است که همانطور که سرعت بارگذاری افزایش می‌یابد، زمان کمتری برای گسترش آسیب و خسارت وجود خواهد داشت؛ بنابراین مقدارخسارت تجمعی در یک سطح کرنش خاص کاهش یافته و این ماده می‌تواند بار بیشتر و کرنش گسیختگی بالاتری را تحمل کند. این رفتار در لایه‌های کامپوزیتی با مواد مختلف، ردیف‌های لایه و ساختارهای پارچهای مشاهده می‌شود [1].
متأسفانه داده‌های معتبر در زمینه مشخصات مواد کامپوزیت به دلیل سختی‌های مربوط به روش‌های آزمایشگاهی مورد نیاز کم می‌باشد. ادبیات موجود شامل داده‌های نامعتبر بوده [2] و اغلب توجه خود را بر توصیف وابسته به سرعتِ کامپوزیت‌های یکطرفه متمرکز می‌کند. روند سخت‌شوندگی این مواد و مقادیر آنها می‌تواند به وسیله پارامترهای متعددی از قبیل جنس رشته و چسب، رفتار ویسکوالاستیک چسب، خواص بین وجهی رشته- چسب، ساختار تقویت، نوع بارگذاری و طبیعت وابسته به زمانِ تجمع خسارت تحت تأثیر قرار گیرد (البته محدود به این موارد نمی‌شود)..